Номер 52, страница 15 - гдз по химии 8 класс сборник задач Хвалюк, Резяпкин

52. Относительная молекулярная масса неизвестного вещества равна 28. Образец этого вещества содержит углерод химическим количеством 0,30 моль и водород химическим количеством 0,60 моль. Установите формулу этого вещества.

Дано:
Относительная молекулярная масса вещества $M_r(\text{C}_x\text{H}_y) = 28$
Количество вещества углерода $n(\text{C}) = 0,30 \text{ моль}$
Количество вещества водорода $n(\text{H}) = 0,60 \text{ моль}$

Найти:
Формулу вещества - ?

Решение:
1. Найдем простейшую (эмпирическую) формулу вещества. Для этого определим соотношение количеств вещества атомов углерода и водорода в образце. Обозначим формулу как $\text{C}_x\text{H}_y$. Соотношение индексов $x$ и $y$ в формуле равно соотношению количеств вещества элементов:
$x : y = n(\text{C}) : n(\text{H})$
$x : y = 0,30 : 0,60$
Чтобы найти целочисленное соотношение, разделим оба числа на наименьшее из них (0,30):
$x : y = \frac{0,30}{0,30} : \frac{0,60}{0,30} = 1 : 2$
Таким образом, простейшая формула вещества — $\text{CH}_2$.

2. Определим относительную молекулярную массу, соответствующую простейшей формуле $\text{CH}_2$. Для этого используем относительные атомные массы углерода ($A_r(\text{C}) \approx 12$) и водорода ($A_r(\text{H}) \approx 1$):
$M_r(\text{CH}_2) = A_r(\text{C}) + 2 \cdot A_r(\text{H}) = 12 + 2 \cdot 1 = 14$

3. Сравним относительную молекулярную массу простейшей формулы с истинной относительной молекулярной массой, данной в условии, чтобы найти истинную (молекулярную) формулу. Истинная формула будет в целое число раз ($k$) отличаться от простейшей: $(\text{CH}_2)_k$.
$k = \frac{M_r(\text{истинная})}{M_r(\text{простейшая})} = \frac{28}{14} = 2$
Это означает, что в молекуле вещества содержится в 2 раза больше атомов, чем в простейшей формуле.

4. Установим истинную формулу вещества:
$(\text{CH}_2)_2 = \text{C}_{1 \cdot 2}\text{H}_{2 \cdot 2} = \text{C}_2\text{H}_4$
Данное вещество — этен (этилен).

Ответ: $\text{C}_2\text{H}_4$