Номер 1, страница 116, часть 2 - гдз по химии 9 класс учебник Оспанова, Аухадиева

• 1. Выведите молекулярную формулу углеводорода, массовая доля углерода в котором составляет 84,21%. Плотность паров вещества по водороду равна 57. Напишите структурные формулы трех изомеров такого состава и назовите их.

Ответ: $C_{8}H_{18}$

1. Дано:

Углеводород C_xH_y

ω(C) = 84,21%

D(H₂) = 57

Перевод в доли единицы:

ω(C) = 0,8421

Найти:

Молекулярную формулу C_xH_y - ?

Структурные формулы и названия 3-х изомеров - ?

Решение:

1. Найдем молярную массу углеводорода $M(C_xH_y)$. Плотность паров вещества по водороду $D(H_2)$ — это отношение молярной массы вещества $M(C_xH_y)$ к молярной массе водорода $M(H_2)$:

$D(H_2) = \frac{M(C_xH_y)}{M(H_2)}$

Молярная масса водорода $M(H_2) = 2 \cdot Ar(H) = 2 \cdot 1 = 2$ г/моль. Отсюда выразим молярную массу искомого углеводорода:

$M(C_xH_y) = D(H_2) \cdot M(H_2) = 57 \cdot 2 = 114$ г/моль.

2. Определим молекулярную формулу углеводорода $C_xH_y$. Общая формула для массовой доли элемента в веществе:

$ω(Э) = \frac{n \cdot Ar(Э)}{M(вещества)}$

где $\text{n}$ — число атомов элемента Э, $Ar(Э)$ — его атомная масса, $M(вещества)$ — молярная масса вещества.

Для углерода (C):

$ω(C) = \frac{x \cdot Ar(C)}{M(C_xH_y)}$

Выразим число атомов углерода $\text{x}$:

$x = \frac{ω(C) \cdot M(C_xH_y)}{Ar(C)} = \frac{0.8421 \cdot 114}{12} \approx \frac{96.0}{12} = 8$

Для водорода (H):

Массовая доля водорода составляет $ω(H) = 100\% - ω(C) = 100\% - 84.21\% = 15.79\%$ или 0,1579.

$ω(H) = \frac{y \cdot Ar(H)}{M(C_xH_y)}$

Выразим число атомов водорода $\text{y}$:

$y = \frac{ω(H) \cdot M(C_xH_y)}{Ar(H)} = \frac{0.1579 \cdot 114}{1} \approx \frac{18.0}{1} = 18$

Таким образом, молекулярная формула углеводорода — $C_8H_{18}$.

Данная формула соответствует общей формуле алканов $C_nH_{2n+2}$ ($n=8$: $2 \cdot 8 + 2 = 18$), следовательно, вещество является представителем класса алканов (октан).

3. Напишем структурные формулы и названия трех изомеров состава $C_8H_{18}$.

а) н-октан

Структурная формула: $CH_3-CH_2-CH_2-CH_2-CH_2-CH_2-CH_2-CH_3$

б) 2-метилгептан

Структурная формула: $CH_3-CH(CH_3)-CH_2-CH_2-CH_2-CH_2-CH_3$

в) 2,2,4-триметилпентан (изооктан)

Структурная формула: $CH_3-C(CH_3)_2-CH_2-CH(CH_3)-CH_3$

Ответ: Молекулярная формула углеводорода - $C_8H_{18}$. Примеры трех изомеров состава $C_8H_{18}$ и их названия:

1. н-октан: $CH_3-CH_2-CH_2-CH_2-CH_2-CH_2-CH_2-CH_3$

2. 2-метилгептан: $CH_3-CH(CH_3)-CH_2-CH_2-CH_2-CH_2-CH_3$

3. 2,2,4-триметилпентан: $CH_3-C(CH_3)_2-CH_2-CH(CH_3)-CH_3$