Как найти молярную массу органического вещества

Органические вещества образуют
гомологические ряды, которые имеют
общие формулы.

Это позволяет:

• выражать молярную массу через число n

M(C_nH<sub>2n
+ 2</sub>) = 12 ∙
n + 1 ∙
(2n +2) = 14n + 2;

• приравнивать молярную массу, выраженную
  через n, к истинной молярной
  массе и находить n.

• составлять уравнения реакций в общем
  виде и производить по ним вычисления.

При решении таких задач нужно знать и
использовать общие формулы гомологических
рядов:

1. алканы – С_nH<sub>2n
   + 2</sub>

2. алкены и циклоалканы – C_nH_2n

3. алкины и алкадиены – C_nH_{2n
   – 2}

4. арены – C_nH_{2n
   – 6}

5. моногалогеналканы – C_nH<sub>2n
   + 1</sub>Г

6. дигалогеналканы – C_nH_2nГ₂

7. фенолы – C_nH_{2n
   – 7}OH

8. предельные одноатомные спирты – C_nH<sub>2n
   + 1</sub>OH, R
   – COH

9. альдегиды – C_nH<sub>2n
   + 1</sub> COH, R
   – COH

10. предельные карбоновые кислоты – C_nH<sub>2n
    + 1</sub>COOH, R
    – COOH

11. сложные эфиры – R₁
    – COOR₂

12. первичные амины – C_nH<sub>2n
    + 1</sub>NH₂,
    R – NH₂

вторичные амины – R₁
– NH – R₂

третичные амины – R₁
– N – R₂

R₃

14. аминокислоты – C_nH_2n(NH₂)COOH

Рассмотрим возможные варианты задач
на вывод формул органических веществ
по общим формулам.

1. Вывод формул по известной массовой доле элемента в веществе.

Порядок решения:

1. Написать общую формулу и выразить
   молекулярную массу вещества через
   число n;

2. Подставить данные в формулу ω(Эл)
   = А_r (Эл) ∙
   индекс / М_r;

3. Решить уравнение с одним неизвестным,
   найти число n.

Задача № 1.

Определить формулу аминокислоты,
если известно, что она содержит 15,73 %
азота.

Дано: Решение:

ω

(N)
= 15,73 % 1. Oбщая формула
аминокислот:

C_nH_2n(NH₂)COOH

М.Ф. = ?

2. Выразим через
n молекулярную массу:

М_r(C_nH_2n(NH₂)COOH)
= 12n + 2n + 16 + 45 = 14n + 61.

3. Подставим данные
в формулу: 0,1573 = 14 ∙ 1 / 14n
+ 61.

2,2022n + 9,5953 = 14.

2,2022n = 4,4047

n = 2 Ответ:
C₂H₄(NH₂)COOH.

Задача № 2.

Массовая доля водорода в алкане
составляет 0,1579. Найти формулу алкана.

Ответ: С₈Н₁₈.

Задача № 3.

Массовая доля углерода в алкине 87,8 %.
Определить формулу алкина.

Ответ: С₆Н₁₀.

Задача № 4.

Массовая доля кислорода в аминокислоте
равна 35,95 %. Найти молекулярную формулу
аминокислот.

Ответ: C₂H₄(NH₂)COOH.

Задача № 5.

Массовая доля хлора в монохлоралкане
равна 55,04 %. Найти формулу моно –

хлоралкана.

Ответ: C₂H₅Cl.

2. Вывод формул по известным данным для нахождения истинной молярной массы

(плотности, относительной плотности,
массе и объёму).

1. Найти истинную молярную массу по
   формулам:  = m
   / V

М =  ∙ Vm
М = D₂ ∙
M₂

2. Выразить молярную массу через
n и приравнять её к
истинной.

3. Решить уравнение с одним
неизвестным, найти число n.

Задача № 1.

Пары одного из монобромалканов в 68,5
раз тяжелее водорода. Найти формулу
монобромалкана.

Дано:

D
_H2
= 68,5 Решение:

1. Общая формула
монобромалканов – C_nH_2n+1Br;

М.Ф. = ? 2. Найдём истинную молярную
массу:

M = D_H2
∙ 2 = 68,5 ∙ 2 = 137 (г/моль);

3. Выразим М через n:

M(CnH<sub>2n
+ 1</sub>Br) = 12n + 2n + 1 + 80 = 14n
+ 81

Приравняем: 14n
+ 81 = 137

14n
= 56

n
= 4

Ответ: С₄H₉Br.

Задача № 2.

Плотность газообразного алкина равна
2,41 г/л. Найти его молекулярную формулу.

Ответ: С₇Н₁₂.

Задача № 3.

Относительная плотность паров альдегида
по воздуху равна 1,517. Найти его молекулярную
формулу.

Ответ: СН₃СОН.

Задача № 4.

Относительная плотность паров первичного
амина по кислороду – 2,719.

Определить его молекулярную формулу.

Ответ: C₅H₁₁NH₂.

Задача № 5.

Найти молекулярную формулу алкина,
если 5,6 л его имеют массу 10 г.

Ответ: С₃Н₄.

3. Вывод формул по уравнениям
реакций в общем виде, если известны
данные для двух веществ.

Порядок решения:

1. Составить уравнение реакции в общем
   виде.

2. Выразить молярные массы неизвестных
   веществ через число n.

3. Найти количества двух веществ по
   формулам:

 = m /M
 = V
/ V_m

4. Составить уравнение, приравняв
найденные количества веществ с
учётом соотношения числа моль этих
веществ по уравнению (определяют по
коэффициентам).

5. Решить уравнение с одним
неизвестным, найти число n
и записать формулу.

Задача № 1.

При взаимодействии предельного
одноатомного спирта массой 3 г с избытком
натрия было получено 0,56 л водорода.
Определить формулу спирта.

Дано:

m

_спирта = 3г Решение:

V(H₂)
= 0,56л 1. Напишем уравнение реакции
в общем виде:

2
C_nH<sub>2n
+ 1</sub> OH + 2Na 
H₂
+ 2C_nH_2nONa

М.Ф. = ?
^{2 моль 1
моль}

2. Выразим
молярную массу спирта через число n:

M(C_nH<sub>2n
+ 1</sub>OH) = 12n
+ 2n + 1 + 16 + 1 = 14n
+ 18(г/моль).

3. Найдём количества
веществ:

(С_nH<sub>2n
+ 1</sub>OH) = m
/ M = 3_г / 14_n
+ 18_г/моль =

= 3 / 14_n
+ 18 моль

(Н₂) = V
/ V_m
= 0,56_л / 22,4_г/моль =
0,025 моль.

4. Из уравнения
реакции видно, что

(С_nH<sub>2n
+ 1</sub>OH) = 2 ∙ (H₂)

5. Cоставим
уравнение: 3 / 14_n
+ 18 = 2 ∙ 0,025

n = 3

Ответ: С₃Н₇ОН.

Задача № 2.

При сгорании 13,2г алкана образовалось
20,16л углекислого газа. Найти формулу
алкана.

Дано:

m

алкана = 13,2г Решение:

V(CO₂)
= 20,16л 1. Напишем уравнение реакции
горения в общем виде:

C_nH<sub>2n
+ 2</sub> + (3_n
+ 1 / 2)O₂

nCO₂
+ (n + 1)H₂O

М.Ф. = ? ^{1 моль
n
моль}

2. Выразим молярную
массу алкана через n:

M(C_nH<sub>2n
+ 2</sub>) = 12n + 2n
+ 2 = 14n + 2_г/моль

3. Найдём количества
веществ:

(C_nH<sub>2n
+ 2</sub>) = m /M
= 13,2_г / (14n +
2)_г/моль =

= 13,2 / 14n
+ 2 моль

(CO₂)
= V / V_m
= 20,16 / 22,4_г/моль = 0,9 моль

4. Из уравнения
реакции видно, что:

n ∙
(C_nH<sub>2n
+ 2</sub>) = (CO₂)

5. Составим
уравнение: n ∙ 13,2 / 14n
+ 2 = 0,9

n = 3

Ответ: С₃Н₈.

Задача № 3.

При взаимодействии 2,9г неизвестного
альдегида с аммиачным раствором оксида
серебра получается 10,8г металла. Определить
формулу альдегида.

Ответ: С₃Н₆О.

Задача № 4.

В результате реакции предельного
одноатомного спирта с 18,25г хлороводорода
получили органический продукт массой
46,25г и воду. Определить молекулярную
формулу спирта.

Ответ: С₄Н₉ОН.

Задача № 5.

Для сжигания 5,8г алкана потребовалось
14,56л (н.у.) кислорода. Определить формулу
алкана.

Ответ: С₄Н₁₀.

Задача № 6.

К 10,5г алкена присоединяют 5,6л бромоводорода
(н.у.).

Найти формулу алкена.

Ответ: С₃Н₆.

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]

• #
• #
• #

  12.02.2015398.43 Кб285.pdf

• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #

Установление формулы органического вещества

Установление строения химического соединения является предметом научного исследования. Сложность данной проблемы зависит от сложности строения соединения. Первым этапом исследования, как правило, является определение молекулярной формулы вещества. Рассмотрим некоторые способы установления формул органических веществ на достаточно простых примерах.

Пример 1. Более двух столетий назад химики уже умели определять качественный и количественный состав веществ. Например, было известно, что в состав одного из органических веществ входят углерод и водород, причём массовая доля углерода составляет 75 %, а водорода — 25 %. То есть в 100 г вещества содержится 75 г углерода и 25 г водорода. Используя эти данные, определите формулу органического вещества.

Поскольку неизвестное органическое вещество состоит только из углерода и водорода, то его молекулярную формулу можно представить в виде C_xH_y. Таким  образом, решение задачи сводится к нахождению индексов   x и y в формуле вещества. Индексы x и y в формуле показывают количества атомов углерода и водорода в молекуле органического вещества, поэтому на первом этапе решения подобных задач необходимо найти простейшее целочисленное соотношение между количеством атомов углерода и водорода в неизвестном веществе:

x : y = n(C) : n(H).

По условию, масса атомов углерода равна 75 г, водорода — 25 г. Тогда:

Точность промежуточных вычислений должна соответствовать точности исходных данных, то есть промежуточные значения должны содержать не меньше значащих цифр, чем данные задачи.

Видно, что полученное соотношение не является целочисленным. Чтобы получить целочисленные значения индексов x и y, выполняют следующие действия: сначала все числа полученного соотношения делят на наименьшее (в одном случае уже будет единица), и при необходимости умножают полученные числа на натуральное число (2, 3 и т. д.) для получения целочисленного соотношения:

Тогда формула соединения — CH₄. Это вещество нам хорошо известно, оно называется метан.

О т в е т: СН₄.

Пример 2. Некоторое органическое вещество состоит из углерода и водорода. Массовая доля углерода в веществе составляет 82,8 %. Установите молекулярную формулу вещества.

Поскольку неизвестное органическое вещество состоит только из углерода и водорода, то его формула — C_xH_y.  В  условии  задачи  даны  массовые доли элементов в веществе. В таких случаях при решении задачи удобно рассмотреть определённую массу вещества, которую обычно принимают равной 100 г. В этом случае массовые доли элементов будут совпадать по величине с их массами. Тогда простейшее целочисленное соотношение индексов в формуле вещества:

Следовательно, простейшая формула органического вещества — С₂Н₅. Устойчивого органического вещества с такой формулой не существует. Действительно, формула С₂Н₅ соответствует этильному радикалу. Чтобы определить истинную формулу органического вещества, будем учитывать, что удвоение, утроение и т. д. индексов в формуле не изменяет соотношение между ними. Удвоив индексы в простейшей формуле С₂Н₅, получим формулу С₄Н₁₀. Эта формула соответствует углеводороду бутану. Таким образом, истинная формула вещества — С₄Н₁₀.

О т в е т: С₄Н₁₀.

В рассмотренных примерах для определения формулы органического вещества нам было достаточно знать лишь массовые доли элементов в веществе. В то же время, в некоторых случаях, зная лишь массовые доли элементов в веществе, можно определить только простейшую, но не истинную формулу. В таких случаях для установления истинной формулы необходимы дополнительные данные. Как правило, это сведения о молярной массе соединения.

Пример 3. Молярная масса углеводорода равна 42 г/моль. Массовая доля углерода в углеводороде составляет 85,7 %. Установите молекулярную формулу углеводорода.

Формула углеводорода — C_xH_y. Найдём простейшее целочисленное соотношение индексов в формуле вещества:

Следовательно, простейшая формула углеводорода — СН₂. Удвоив индексы в простейшей формуле СН₂, получим формулу С₂Н₄. Эта формула соответствует углеводороду этилену. Если утроить индексы в простейшей формуле СН₂, то получится формула С₃Н₆. Данная формула соответствует углеводороду пропилену. То есть, найденному соотношению индексов соответствует множество веществ, поэтому в данном случае, используя лишь массовые доли элементов, невозможно установить истинную формулу вещества.

Для установления истинной формулы сравним молярную массу углеводорода с молярной массой простейшей формулы CH₂:

Следовательно, чтобы получить истинную формулу, необходимо увеличить индексы в простейшей формуле CH₂ в 3 раза. Тогда  истинная формула углеводорода — C₃H₆.

О т в е т: С₃Н₆.

В составе органических соединений, наряду с углеродом и водородом, часто присутствует кислород. Выведем молекулярную формулу кислородсодержащего соединения.

Пример 4. Установите простейшую формулу вещества, содержащего 37,50 % углерода, 12,50 % водорода и 50,00 % кислорода (по массе).

Простейшее целочисленное соотношение индексов в формуле вещества:

Простейшая формула вещества СН₄О. Этой молекулярной формуле соответствует метиловый спирт .

О т в е т: СН₄О или .

В рассмотренных примерах для установления формул мы использовали сведения о массовых долях элементов в веществе. Формулу органического вещества можно вывести также на основании данных эксперимента по сжиганию определённой массы органического вещества.

Пример 5. В результате сжигания 1,50 г органического вещества получено 2,20 г углекислого газа и 0,90 г воды. Молярная масса вещества равна 60 г/моль. Установите формулу вещества.

Поскольку при сжигании вещества образовались только углекислый газ и вода, то в состав вещества могли входить лишь атомы углерода, водорода и кислорода. Тогда формула вещества — C_xH_yO_z. Соотношение индексов в формуле будем находить из условия:

x : y : z = n(C) : n(H) : n(O).

Составим схему реакции:

Из схемы реакции видно, что углерод из органического вещества переходит в CO₂, водород — в H₂O. Таким образом количества углерода  и водорода в CO₂ и H₂O будут такими же, как в органическом веществе.

Найдём количество углерода в CO₂:

В молекуле воды содержится два атома водорода, следовательно, количество (моль) водорода в два раза больше количества воды:

Определим количество (моль) атомов кислорода в веществе. Для этого рассчитаем массы углерода и водорода в данной порции вещества:

Рассчитаем массу и количество кислорода в веществе:

Простейшее целочисленное соотношение индексов в формуле вещества:

x : y : z = n(C) : n(H) : n(O) = 0,05 : 0,1 : 0,05 = 1 : 2 : 1.

Таким образом, простейшая формула органического вещества     СН₂O.

Для установления истинной формулы сравним молярную массу вещества с молярной массой простейшей формулы — CH₂O:

Следовательно, чтобы получить истинную формулу, необходимо увеличить индексы в простейшей формуле CH₂O в два раза. Тогда истинная формула вещества — C₂H₄O₂. Одним из веществ, имеющих такую молекулярную формулу, является уксусная кислота СН₃ — СООН.

О т в е т: C₂H₄O₂.

Обобщим вышеизложенное. Зная количества (моль) элементов в веществе можно установить простейшую формулу вещества. Для вывода истинной формулы зачастую необходимы дополнительные данные, например сведения о молярной массе вещества.

Вывод формулы органического вещества обычно состоит из следующих этапов:

а) вычисление количества (моль) элементов в веществе;

б) определение простейшего целочисленного соотношения между вычисленными количествами элементов — установление простейшей формулы вещества;

в) установление истинной формулы вещества.

Для установления простейшей формулы достаточно знать количества (моль) элементов в веществе.

Для определения истинной формулы часто требуются дополнительные данные, например сведения о молярной массе вещества.

Цель: применение алгоритма при
решении задач на вывод формул.

Задачи:

• расширить знания учащихся о способах решения
  задач;
• закрепить навыки работы с алгоритмами;
• показать взаимосвязь химии и математики.

ХОД УРОКА

1. Оргмомент

Учитель знакомит класс с темой урока, целью и
задачами урока.

2. Повторение общих формул органических
веществ.

Учитель предлагает учащимся назвать общие
формулы алканов, алкенов, алкинов, циклоалканов,
алкадиенов, типы гибридицациии атомов углерода,
характерные изомерии для каждого класса.

3. Составление алгоритма для решения задач
на нахождение формулы вещества по продуктам
сгорания  вещества, если дана относительная
плотность.

АЛГОРИТМ №1.

1. Вычисляем молярную массу вещества.

М(в) = D(x)*М(х)  (1)

2. Вычисляем количество атомов С:

а) если СО₂ дано по массе:

n(C) =       
(2)

б) если СО₂ дано в объеме:

n(C) =       
(3)

3. Вычисляем количество атомов Н:

Так как в молекуле Н₂О 2 моля Н, тогда
формулу умножаем на 2 (это применимо и к N)

n(Н) = 2
       (4)

4. Вычисляем молярную массу полученного
вещества.

5. Если молярная масса полученного вещества
равна молярной массе вещества (1), тогда задача
решена правильно; если молярная масса
полученного вещества отличается от молярной
массы вещества (1), вычисляем разность и
определяем количество атомов кислорода, если
вещество кислородосодержащие, или азота, если
вещество азотосодержащее.

Пример:

При сгорании органического вещества массой 2, 37
г образовалось 3,36 г оксида углерода(IV)  (н.у.), 1,35
г воды и азот. Относительная плотность этого
вещества по воздуху равна 2,724. Выведите
молекулярную формулу вещества.

Дано: 

m ( в-ва) = 2,37г
V (CO₂) = 3,36 л
m (H₂O) = 1,35 г
D (возд.) = 2,724.
_________________

Найти:

CxHyNz
М(возд) = 29 г/моль
М(Н₂О) = 18 г/моль
Vm = 22,4л/моль

Решение:

1. Применяем формулу (1)

M(в-ва) = 29 г/моль * 2,724 =79 г/моль.

Находим количество атомов С по формуле (3)

n(C) =  = 5

2. Находим количество атомов Н по формуле (4)

n(Н) = 2 = 5

3. Вычисляем молярную массу С₅Н₅.

М(С₅Н₅) = 12 * 5 + 1 * 5 = 65г/моль

4. Вычисляем количество атомов азота (5)

79 – 65 = 14. т.к. атомная масса азота – 14, значит в
данной формулу один атом N.

Ответ: С₅Н₅N

4. Составление алгоритма нахождение
молекулярной формулы вещества по его
относительной плотности и массовой доле
элементов в соединении.

АЛГОРИТМ № 2

1. Вычисляем молярную массу вещества.

М(в) = D(x)*М(х)       (1)

2. Вычисляем количество атомов элемента:

а) если w дана в процентах:

n(Э) =
       (2)

б) если w дана в долях:

n(Э) =
       (3)

3. Вычисляем молярную массу полученного
вещества.

4. Если молярная масса полученного вещества
равна молярной массе вещества (1), тогда задача
решена правильно; если молярная масса
полученного вещества отличается от молярной
массы вещества (1), вычисляем разность и
определяем количество атомов кислорода, если
вещество кислородосодержащие, или азота, если
вещество азотосодержащее.

Пример:

Выведите формулу вещества, содержащего 82,75%
углерода  и 17,25 % водорода. Относительная
плотность паров этого вещества по воздуху равна
2.

Дано:

w(C) = 82,75%
w(H) = 17,25%
D(возд) = 2
______________

Найти:

СхНу
M(воздуха) = 29г/моль

М(С₄Н₁₀) =12 * 4 + 1 * 10 = 58г/моль

Решение:

1. Применяем формулу (1)

M(в-ва) = 29 г/моль * 2 =58 г/моль.

2.  Находим количество атомов С по формуле (2)

n(С) = = 4

3. Находим количество атомов  Н по формуле (2)

n(Н) = = 1

4. Вычисляем молярную массу С₄Н₁₀

М(С₄Н₁₀) = 12 * 4 + 1 * 10 = 58г/моль

5. Вычисленная молярная масса совпадает с (1),
задача решена.

Ответ: С₄Н₁₀

5. Закрепление материала

Учащиеся решают задачи самостоятельно, по
необходимости консультируются с учителем.

Задача 1. При сгорании 11,2 г.
Углеводорода получили оксид углерода массой 35,2 г
и воду массой 14,4 г. Относительная плотность этого
углеводорода по воздуху равна 1,93. Выведите
молекулярную формулу.

Задача 2. При сжигании 2.2 г. вещества
получили 4,4 г оксида углерода и 1,8 г. воды.
Относительная плотность вещества по водороду
равна 44.  Определите молекулярную формулу
вещества.

Задача 3. Выведите формулу вещества,
содержащего 81,8% углерода и 18,2 % водорода, если
относительная плотность по водороду равна 22.

Задача 4. Определите молекулярную
формулу углеводорода, если массовая доля
углерода равна 85,75, а водорода –14,3%.
Относительная плотность этого вещества по азоту
примерно равна 2.

6. Домашнее задание

Гара Н.Н., Горбусева Н. И. Сборник задач. –
М.:Дрофа, 2010.
Задачи: 1.5;  1.17;  2.10;  2.27.

I. Нахождение формулы органического вещества по массовой доле химических элементов и относительной плотности газов

---

 1. Выпишите в тетрадь основные формулы

D₂ = Mr(1)/Mr(2) 

D – относительная плотность первого газа по второму (безразмерная величина).

Например:

D(O₂) = Mr(газа)/Mr(O₂)=Mr(газа)/32;

D(H₂) = Mr(газа)/Mr(H₂)=Mr(газа)/2;

D(воздуха)=Mr(газа)/Mr(воздуха)=Mr(газа)/29

W_{элемента} =  (n * Ar (элемента) * 100%) / Mr (вещества),

где n – индекс, число атомов;

W – массовая доля элемента (%).

2. Разберите образец решения задачи

Этиловый спирт содержит 52,18% углерода:13,04% водорода: 34,78% кислорода. Плотность паров спирта по водороду 23. Определите формулу этилового спирта.

Решение:

1. Определим молекулярную массу искомого вещества:

Mr(C_xH_yO_z) = D(H₂) · Mr(H₂)=23· 2 =46

2.По формуле  n = (Wэлемента * Mr(вещества)) / Ar элемента * 100% вычислим число атомов C, H, O

n(C)=(52,18% · 46) / 12· 100% = 2

n(H)=( 13,04% · 46) /1· 100% =6

n(O)=( 34,78% · 46) / 16· 100% =1

Получаем x:y:z =2:6:1, следовательно, вещество C₂H₆O

Проверка, Mr(C₂H₆O)= 46

II. Нахождение формулы органического вещества по массовой доле химических элементов и плотности вещества при нормальных условиях

---

1. Выпишите в тетрадь основные формулы

M = ρ * V_m

где V_m =22,4 л/моль (при н.у.); 

M – молярная масса вещества (г/моль);

ρ = m/V (плотность)

W_{элемента} =  (n * Ar (элемента) * 100%) / Mr (вещества),

где n – индекс, число атомов;

W – массовая доля элемента (%)

2. Разберите образец решения задачи

Углеводород содержит 81,82% углерода. Масса 1 л этого углеводорода (н.у.) составляет 1,964 г. Найдите молекулярную формулу этого углеводорода.

Решение:

1. Определим молярную массу искомого вещества:

ρ = m/V, следовательно М(С_хН_у) = ρ· V_m = 1,964 г/л · 22,4 л/моль = 44

2. По формуле: n = (Wэлемента * Mr(вещества)) / Ar элемента * 100%

вычислим число атомов C, H.

Здесь Мr=M

n(C)=(81,82% · 44) / (12 · 100%) = 3

n(H)=(18,18% · 44) / (1· 100%) = 8

Получаем x:y =3 : 8, следовательно, вещество C₃H₈    

Проверка, Mr(C₃H₈)= 44

III. Определение формулы по продуктам сгорания

---

Разберите образец решения задачи

При сгорании 10,5 г органического вещества получили 16,8 л углекислого газа (н.у.)  и 13,5 г воды. Плотность этого вещества при н.у. равна 1,875 г/л. Определите молекулярную формулу вещества.

Решение:

1. Находим молярную массу вещества и его количество вещества:

Если в условии задачи дана относительная плотность органического вещества, то его молекулярную массу определяем согласно формулам:

D(O₂) = Mr(газа)/Mr(O₂)=Mr(газа)/32;

D(H₂) = Mr(газа)/Mr(H₂)=Mr(газа)/2;

D(воздуха)=Mr(газа)/Mr(воздуха)=Mr(газа)/29.

M(вещества)  = ρ· V_m = 1.875 г/л · 22,4 л/моль = 42 г/моль

υ(вещества ) = m / M = 10,5 г / 42 г/моль = 0,25 моль

2. Найдём количества вещества C, H по формулам:

υ =  V/V_m или  υ = m/M

υ(C) = υ(CO₂)= V/V_m =16,8 л/22,4 л/моль=0,75 моль

υ(H) = 2 · υ(H₂O) = 2 · m/M = (2 · 13,5 г)/18 г/моль = 1,5 моль

3. Определим наличие кислорода в формуле вещества:

m(C) = υ(C) · M(C) = 0,75 моль · 12 г/моль = 9 г

m(H) = υ(H) · M(H) = 1,5 моль · 1 г/моль = 1,5 г

m(O) = m(вещества) – (m(C) + m(H)) = 10.5 г – (9 г + 1,5 г) = 0 г, следовательно кислород отсутствует и это углеводород – C_xH_y

4. Находим формулу

υ(C_xH_y) : υ(С) : υ(Н) = 0,25 : 0,75 : 1,5 = 1 : 3 : 6    

(здесь к целым числам пришли путём деления всех чисел на меньшее из них, т.е. на 0,25)

Следовательно, 1 моль вещества содержит 3 моль углерода и 6 моль водорода, таким образом, искомая формула С₃Н₆.

IV. Решите задачи

---

Задача №1. В углеводороде массовая доля углерода равна 84%. Относительная плотность паров углеводорода по воздуху равна 3,45. Определите формулу углеводорода. 

Задача №2. Массовая доля углерода в углеводороде составляет 83,33%. Плотность паров углеводорода по водороду равна 36. Определите формулу.

Задача №3. Массовая доля углерода в углеводороде составляет 85,7%. Плотность паров углеводорода по воздуху равна 1,931. Определите формулу. 

Задача №4. Углеводород содержит  16,28% водорода. Плотность этого вещества при нормальных условиях 3,839 г/л. Найдите молекулярную формулу этого углеводорода. 

Задача №5. Углеводород содержит 82,76% углерода. Масса 1 л этого углеводорода (н.у.) составляет 2.589 г. Найдите молекулярную формулу этого углеводорода. 

Задача №6. При сгорании вещества массой 4,25 г образовались оксид углерода (IV)  массой 13,2 г и вода массой 5,85 г. Относительная плотность паров этого вещества по воздуху равна 5,862. Определите формулу вещества.