Номер 4, страница 43 - гдз по химии 11 класс учебник Оспанова, Аухадиева

• 4. Ацетон часто применяется в быту как растворитель. В молекуле ацетона 9 г углерода соответствуют 1,5 г водорода и 4 г кислорода. Найдите химическую формулу ацетона.

Ответ: $C_3H_6O$.

Дано:

Массовое соотношение элементов в ацетоне:

$m(C) = 9 \text{ г}$

$m(H) = 1,5 \text{ г}$

$m(O) = 4 \text{ г}$

Массы даны в граммах (г), что является дольной единицей массы в системе СИ (основная единица — килограмм). Перевод в основные единицы СИ не требуется, так как для нахождения формулы важно соотношение масс, а не их абсолютные значения.

Найти:

Химическую формулу ацетона - $C_xH_yO_z$

Решение:

Для определения химической формулы вещества необходимо найти соотношение числа атомов каждого элемента в его молекуле. Это соотношение равно соотношению количеств вещества (в молях) данных элементов.

1. Определим молярные массы элементов по периодической системе химических элементов Д.И. Менделеева (с округлением до целых чисел):

Атомная масса углерода (C) $\approx 12 \text{ а.е.м.}$, следовательно, молярная масса $M(C) = 12 \text{ г/моль}$.

Атомная масса водорода (H) $\approx 1 \text{ а.е.м.}$, следовательно, молярная масса $M(H) = 1 \text{ г/моль}$.

Атомная масса кислорода (O) $\approx 16 \text{ а.е.м.}$, следовательно, молярная масса $M(O) = 16 \text{ г/моль}$.

2. Рассчитаем количество вещества ($\text{n}$) каждого элемента, используя формулу $n = \frac{m}{M}$, где $\text{m}$ — масса вещества, а $\text{M}$ — молярная масса.

Количество вещества углерода:

$n(C) = \frac{9 \text{ г}}{12 \text{ г/моль}} = 0,75 \text{ моль}$

Количество вещества водорода:

$n(H) = \frac{1,5 \text{ г}}{1 \text{ г/моль}} = 1,5 \text{ моль}$

Количество вещества кислорода:

$n(O) = \frac{4 \text{ г}}{16 \text{ г/моль}} = 0,25 \text{ моль}$

3. Найдём соотношение количеств вещества элементов. Это соотношение показывает соотношение атомов в формуле $C_xH_yO_z$.

$x : y : z = n(C) : n(H) : n(O)$

$x : y : z = 0,75 : 1,5 : 0,25$

4. Для получения простейших целочисленных индексов разделим все числа в соотношении на наименьшее из них (в данном случае на 0,25).

Индекс для углерода (C): $x = \frac{0,75}{0,25} = 3$

Индекс для водорода (H): $y = \frac{1,5}{0,25} = 6$

Индекс для кислорода (O): $z = \frac{0,25}{0,25} = 1$

Таким образом, соотношение атомов в молекуле ацетона C:H:o равно 3:6:1. Следовательно, химическая формула ацетона — $C_3H_6O$.

Ответ: $C_3H_6O$.