Определите молекулярную формулу алкена, если его плотность по азоту равна 2.

Для того чтобы определить молекулярную формулу алкена, если его плотность по азоту равна 2, нужно воспользоваться понятием плотности вещества относительно другого газа. Плотность вещества по газу — это отношение массы вещества в том же объёме, который занимает газ, к массе этого газа в таком же объёме.

1. Определение плотности по азоту

Плотность по азоту (или относительная плотность) означает, что масса одного объёма нашего вещества в два раза больше массы того же объёма азота. Это можно записать как:

где $d$ — плотность вещества по азоту.

2. Основные данные

Плотность газа можно выразить через молекулярную массу вещества и молекулярную массу газа (в данном случае — азота $N_2$, молекулярная масса которого составляет 28 г/моль). Тогда формула для плотности вещества будет следующей:

где $M_{\text{вещества}}$ — молекулярная масса алкена, а $M_{\text{азота}}$ — молекулярная масса азота.

3. Подставляем данные

Согласно условию, плотность алкена по азоту равна 2. Подставим это значение в формулу:

Теперь умножим обе стороны на 28, чтобы найти молекулярную массу алкена:

4. Молекулярная масса алкена

Теперь, когда мы знаем молекулярную массу алкена (56 г/моль), можно предположить, что это за алкен. Молекулярная масса алкена будет зависеть от числа углеродных атомов в молекуле. Алкены — это углеводороды, содержащие одну двойную связь между углеродами. Молекулярная масса алкена может быть выражена через формулу $C_nH_{2n}$, где $n$ — количество углеродных атомов.

Рассчитаем молекулярную массу для нескольких алкенов:

• Для этилена ($C_2H_4$) молекулярная масса будет: $$2 \times 12 + 4 \times 1 = 24 + 4 = 28 \, \text{г/моль}$$
• Для пропилена ($C_3H_6$) молекулярная масса: $$3 \times 12 + 6 \times 1 = 36 + 6 = 42 \, \text{г/моль}$$
• Для бутена ($C_4H_8$) молекулярная масса: $$4 \times 12 + 8 \times 1 = 48 + 8 = 56 \, \text{г/моль}$$

5. Ответ

Таким образом, молекулярная масса алкена, равная 56 г/моль, соответствует бутену $C_4H_8$.

Молекулярная формула алкена с плотностью по азоту 2 — это C₄H₈.