Номер 2, страница 67 - гдз по химии 10 класс учебник Колевич, Матулис

2. Газообразный углеводород имеет плотность $0,714 \text{ г/дм}^3$ (н. у.). Определите молярную массу углеводорода. Выведите его молекулярную формулу.

Дано:

Плотность газообразного углеводорода $\rho = 0,714$ г/дм³ (при нормальных условиях, н. у.)
Молярный объем газа при н. у. $V_m = 22,4$ дм³/моль

Найти:

Молярную массу углеводорода $M$ - ?
Молекулярную формулу углеводорода $C_xH_y$ - ?

Решение:

1. Определение молярной массы углеводорода.

Молярная масса ($M$) любого газа может быть найдена через его плотность ($\rho$) и молярный объем ($V_m$) по формуле:

$M = \rho \times V_m$

Поскольку плотность дана при нормальных условиях (н. у.), мы используем стандартное значение молярного объема для газов при н. у., которое составляет 22,4 дм³/моль.

Подставим известные значения в формулу:

$M = 0,714 \text{ г/дм³} \times 22,4 \text{ дм³/моль} = 15,9936 \text{ г/моль}$

Округляя до целого числа, получаем молярную массу, равную 16 г/моль.

$M \approx 16$ г/моль

2. Вывод молекулярной формулы углеводорода.

Общая формула углеводородов — $C_xH_y$, где $x$ и $y$ — целые числа, обозначающие количество атомов углерода и водорода соответственно.

Молярная масса соединения вычисляется по формуле:

$M(C_xH_y) = x \times Ar(C) + y \times Ar(H)$

где $Ar(C)$ и $Ar(H)$ — относительные атомные массы углерода и водорода. Примем $Ar(C) = 12$ а.е.м. и $Ar(H) = 1$ а.е.м.

Мы получили, что молярная масса углеводорода равна 16 г/моль. Составим уравнение:

$12x + y = 16$

Подберем целые значения $x$ и $y$. Поскольку $x$ (число атомов углерода) должно быть как минимум 1, начнем с этого значения.

Если $x = 1$, то:

$12 \times 1 + y = 16$

$12 + y = 16$

$y = 16 - 12 = 4$

Таким образом, мы получаем формулу $CH_4$. Это метан, который является газообразным углеводородом при нормальных условиях. Данное решение является химически корректным.

Проверим, возможен ли вариант с $x = 2$:

$12 \times 2 + y = 16$

$24 + y = 16$

$y = -8$

Количество атомов не может быть отрицательным, поэтому другие варианты невозможны.

Следовательно, молекулярная формула искомого углеводорода — $CH_4$.

Ответ: Молярная масса углеводорода равна 16 г/моль, его молекулярная формула — $CH_4$ (метан).