Определите молекулярную формулу ацетиленового углеводорода, если молярная масса продукта его реакции с избытком бромоводорода в 4 раза больше, чем молярная масса исходного углеводорода.

Чтобы определить молекулярную формулу ацетиленового углеводорода, начнем с анализа данных.

1. Исходные условия:

   • У нас есть ацетиленовый углеводород. Общая формула алкинов (ацетиленовых углеводородов) — $C_nH_{2n-2}$.
   • При реакции с избытком бромоводорода ($HBr$), алкин полностью насыщается, превращаясь в производное алкана с общей формулой $C_nH_{2n-2+2x}Br_x$, где $x$ — количество присоединенных молекул $HBr$.

2. Реакция с избытком $HBr$:

   • Ацетиленовые углеводороды ($C_nH_{2n-2}$) могут присоединить $2n$ молекул $HBr$ за счет полного насыщения тройной связи. Итоговый продукт реакции будет иметь формулу $C_nH_{2n+2}Br_{2n}$.

3. Условие задачи:

   • Молярная масса продукта реакции ($M_{\text{продукта}}$) в 4 раза больше, чем молярная масса исходного углеводорода ($M_{\text{углеводорода}}$).
   • Запишем это условие: $$M_{\text{продукта}} = 4 \cdot M_{\text{углеводорода}}$$

4. Молярная масса исходного углеводорода:

   • Молекулярная формула углеводорода — $C_nH_{2n-2}$.
   • Молярная масса: $$M_{\text{углеводорода}} = 12n + (2n - 2) \cdot 1 = 14n - 2$$

5. Молярная масса продукта:

   • Продукт насыщения: $C_nH_{2n+2}Br_{2n}$.
   • Молярная масса: $$M_{\text{продукта}} = 12n + (2n + 2) \cdot 1 + 80 \cdot 2n = 14n + 2 + 160n = 174n + 2$$

6. Соотношение масс:

   • Из условия: $$174n + 2 = 4 \cdot (14n - 2)$$
   • Раскрываем скобки: $$174n + 2 = 56n - 8$$
   • Переносим слагаемые: $$174n - 56n = -8 - 2$$ $$118n = -10$$
   • Делим обе стороны на 118: $$n = 1$$

7. Молекулярная формула:

   • Подставляем $n = 1$ в формулу исходного углеводорода $C_nH_{2n-2}$: $$C_1H_{2 \cdot 1 - 2} = CH_2$$