Номер 6, страница 30 - гдз по химии 10 класс учебник Габриелян, Остроумов

Дано:

Этен (C₂H₄)

Бутен (C₄H₈)

Гексен (C₆H₁₂)

Молярная масса углерода: $M(C) = 12 \text{ г/моль}$

Молярная масса водорода: $M(H) = 1 \text{ г/моль}$

Найти:

Массовые доли углерода $\omega(C)$ и водорода $\omega(H)$ в этене, бутене и гексене.

Решение:

Массовая доля элемента в веществе рассчитывается по формуле:

$\omega(\text{элемента}) = \frac{n \cdot Ar(\text{элемента})}{Mr(\text{вещества})} \cdot 100\%$

где $n$ — число атомов элемента в молекуле, $Ar$ — относительная атомная масса элемента, $Mr$ — относительная молекулярная масса вещества.

Расчет массовых долей элементов в этене (C₂H₄)

1. Найдем относительную молекулярную массу этена:

$Mr(C₂H₄) = 2 \cdot Ar(C) + 4 \cdot Ar(H) = 2 \cdot 12 + 4 \cdot 1 = 24 + 4 = 28$

2. Рассчитаем массовые доли углерода и водорода:

$\omega(C) = \frac{2 \cdot Ar(C)}{Mr(C₂H₄)} = \frac{2 \cdot 12}{28} = \frac{24}{28} \approx 0,8571$

$\omega(H) = \frac{4 \cdot Ar(H)}{Mr(C₂H₄)} = \frac{4 \cdot 1}{28} = \frac{4}{28} \approx 0,1429$

В процентах:

$\omega(C) \approx 85,71\%$

$\omega(H) \approx 14,29\%$

Ответ:Массовая доля углерода в этене составляет 85,71%, водорода — 14,29%.

Расчет массовых долей элементов в бутене (C₄H₈)

1. Найдем относительную молекулярную массу бутена:

$Mr(C₄H₈) = 4 \cdot Ar(C) + 8 \cdot Ar(H) = 4 \cdot 12 + 8 \cdot 1 = 48 + 8 = 56$

2. Рассчитаем массовые доли углерода и водорода:

$\omega(C) = \frac{4 \cdot Ar(C)}{Mr(C₄H₈)} = \frac{4 \cdot 12}{56} = \frac{48}{56} \approx 0,8571$

$\omega(H) = \frac{8 \cdot Ar(H)}{Mr(C₄H₈)} = \frac{8 \cdot 1}{56} = \frac{8}{56} \approx 0,1429$

В процентах:

$\omega(C) \approx 85,71\%$

$\omega(H) \approx 14,29\%$

Ответ:Массовая доля углерода в бутене составляет 85,71%, водорода — 14,29%.

Массовые доли элементов в гексене (C₆H₁₂) и пояснение

Этен (C₂H₄), бутен (C₄H₈) и гексен (C₆H₁₂) принадлежат к одному гомологическому ряду алкенов, общая формула которых CₙH₂ₙ.

У всех этих веществ простейшая (эмпирическая) формула — CH₂. Это означает, что соотношение числа атомов углерода и водорода в их молекулах одинаково и составляет 1:2.

Поскольку соотношение атомов одинаково, то и соотношение масс элементов в этих соединениях будет одинаковым. Следовательно, массовые доли углерода и водорода у всех веществ с общей формулой CₙH₂ₙ будут равны.

Это можно доказать, выполнив расчет для общей формулы CₙH₂ₙ:

$Mr(CₙH₂ₙ) = n \cdot Ar(C) + 2n \cdot Ar(H) = n \cdot 12 + 2n \cdot 1 = 12n + 2n = 14n$

$\omega(C) = \frac{n \cdot Ar(C)}{Mr(CₙH₂ₙ)} = \frac{12n}{14n} = \frac{12}{14} \approx 0,8571 \text{ (или } 85,71\%)$

$\omega(H) = \frac{2n \cdot Ar(H)}{Mr(CₙH₂ₙ)} = \frac{2n}{14n} = \frac{2}{14} \approx 0,1429 \text{ (или } 14,29\%)$

Как видно из расчета, массовые доли не зависят от значения $n$, а значит, они одинаковы для всех представителей гомологического ряда алкенов.

Поэтому, не производя расчетов для гексена, можно утверждать, что массовые доли элементов в нем такие же, как в этене и бутене.

Ответ:Массовая доля углерода в гексене (C₆H₁₂) составляет 85,71%, водорода — 14,29%.