Номер 4, страница 246 - гдз по химии 9 класс учебник Еремин, Кузьменко

4. Предельный углеводород массой 18 г содержит 3 г водорода. Установите молекулярную формулу этого углеводорода.

Дано:

$m(\text{углеводорода}) = 18 \text{ г}$

$m(\text{H}) = 3 \text{ г}$

Углеводород является предельным.

Найти:

Молекулярную формулу углеводорода.

Решение:

1. Предельные углеводороды (алканы) имеют общую формулу $C_nH_{2n+2}$ и состоят только из атомов углерода (C) и водорода (H). Зная общую массу углеводорода и массу водорода, мы можем найти массу углерода в соединении.

$m(C) = m(\text{углеводорода}) - m(\text{H}) = 18 \text{ г} - 3 \text{ г} = 15 \text{ г}$

2. Теперь, зная массы углерода и водорода, найдем количество вещества (в молях) каждого элемента. Для этого используем их молярные массы: $M(C) = 12 \text{ г/моль}$ и $M(H) = 1 \text{ г/моль}$.

Количество вещества углерода:

$\nu(C) = \frac{m(C)}{M(C)} = \frac{15 \text{ г}}{12 \text{ г/моль}} = 1.25 \text{ моль}$

Количество вещества водорода:

$\nu(H) = \frac{m(H)}{M(H)} = \frac{3 \text{ г}}{1 \text{ г/моль}} = 3 \text{ моль}$

3. Соотношение индексов в молекулярной формуле $C_xH_y$ равно соотношению количеств вещества атомов.

$x : y = \nu(C) : \nu(H) = 1.25 : 3$

Чтобы найти простейшее целочисленное соотношение, разделим оба числа на наименьшее из них (1.25).

$x : y = \frac{1.25}{1.25} : \frac{3}{1.25} = 1 : 2.4$

Чтобы получить целые числа, умножим оба члена соотношения на 5.

$x : y = (1 \times 5) : (2.4 \times 5) = 5 : 12$

Таким образом, простейшая формула углеводорода – $C_5H_{12}$.

4. Проверим, соответствует ли полученная формула общей формуле предельных углеводородов $C_nH_{2n+2}$. Для нашей формулы $n=5$. Количество атомов водорода должно быть равно $2n+2$.

$2 \times 5 + 2 = 12$

Число атомов водорода совпадает. Следовательно, найденная формула является молекулярной.

Ответ: $C_5H_{12}$.