Номер 3.4, страница 19, часть I - гдз по химии 8-9 класс задачник с помощником Гара, Габрусева

3.4. Вычислите массовую долю углерода в молекуле метана.

Дано:

Молекула метана - $CH_4$

Найти:

Массовую долю углерода $\omega(C)$ в метане.

Решение:

Массовая доля элемента в химическом соединении вычисляется как отношение массы всех атомов этого элемента в молекуле к общей молекулярной массе соединения, выраженное в процентах.

Формула для расчёта массовой доли элемента:

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

где $\omega(Э)$ — массовая доля элемента, $n$ — число атомов данного элемента в молекуле, $Ar(Э)$ — относительная атомная масса элемента, а $Mr(\text{вещества})$ — относительная молекулярная масса вещества.

1. Сначала определим относительную молекулярную массу метана ($CH_4$). Для этого используем относительные атомные массы углерода (C) и водорода (H) из Периодической системы химических элементов Д.И. Менделеева (значения округляем до целых):

• Относительная атомная масса углерода: $Ar(C) \approx 12$
• Относительная атомная масса водорода: $Ar(H) \approx 1$

Молекула метана состоит из одного атома углерода и четырех атомов водорода, поэтому её относительная молекулярная масса равна:

$Mr(CH_4) = 1 \cdot Ar(C) + 4 \cdot Ar(H) = 1 \cdot 12 + 4 \cdot 1 = 12 + 4 = 16$

2. Теперь можем рассчитать массовую долю углерода в метане. В молекуле метана содержится один атом углерода ($n=1$).

Подставляем значения в формулу:

$\omega(C) = \frac{1 \cdot Ar(C)}{Mr(CH_4)} \cdot 100\% = \frac{1 \cdot 12}{16} \cdot 100\% = \frac{12}{16} \cdot 100\% = 0.75 \cdot 100\% = 75\%$

Ответ: массовая доля углерода в молекуле метана составляет 75%.