Номер 8, страница 147 - гдз по химии 10 класс учебник Еремин, Кузьменко

Параграф 24. Алканы. Строение, номенклатура, изомерия, физические свойства. Глава 3. Углеводороды - номер 8, страница 147.

Условие.

8. Определите молекулярную формулу алкана, массовая доля водорода в котором равна 16,67%.

Решение.

Решение 2.

Дано:

Алкана
Массовая доля водорода $\omega(H) = 16,67\% = 0,1667$

Найти:

Молекулярную формулу алкана - $C_xH_y$

Решение:

1. Общая формула гомологического ряда алканов: $C_nH_{2n+2}$, где $n$ – число атомов углерода в молекуле.

2. Массовая доля элемента ($\omega$) в соединении вычисляется по формуле:

$\omega(Э) = \frac{N \cdot Ar(Э)}{Mr(вещества)}$

где $N$ – число атомов элемента в молекуле, $Ar(Э)$ – относительная атомная масса элемента, $Mr(вещества)$ – относительная молекулярная масса вещества.

3. Выразим относительную молекулярную массу алкана $C_nH_{2n+2}$ через $n$. Будем использовать округленные относительные атомные массы: $Ar(C) = 12$ и $Ar(H) = 1$.

$Mr(C_nH_{2n+2}) = n \cdot Ar(C) + (2n+2) \cdot Ar(H) = n \cdot 12 + (2n+2) \cdot 1 = 12n + 2n + 2 = 14n + 2$

4. Масса атомов водорода в одной молекуле алкана составляет $(2n+2) \cdot Ar(H) = 2n+2$.

5. Подставим выражения для массы водорода и молекулярной массы алкана в формулу для массовой доли:

$\omega(H) = \frac{(2n+2)}{14n+2}$

6. Теперь подставим известное значение массовой доли водорода ($\omega(H) = 0,1667$) и решим уравнение относительно $n$:

$0,1667 = \frac{2n+2}{14n+2}$

$0,1667 \cdot (14n+2) = 2n+2$

$2,3338n + 0,3334 = 2n+2$

$2,3338n - 2n = 2 - 0,3334$

$0,3338n = 1,6666$

$n = \frac{1,6666}{0,3338} \approx 4,99$

Так как число атомов $n$ должно быть целым, округляем полученное значение до ближайшего целого числа: $n=5$.

7. Зная $n=5$, находим молекулярную формулу алкана, подставляя значение в общую формулу $C_nH_{2n+2}$:

$C_5H_{2 \cdot 5 + 2} = C_5H_{12}$

Это пентан.

Ответ: Молекулярная формула алкана – $C_5H_{12}$.