Выведите молекулярную формулу циклоалкана ,содержащего 14,3% водорода. Плотность вещества (н.у.) составляет...

Для того чтобы определить молекулярную формулу циклоалкана, содержащего 14,3% водорода, и с плотностью 1,875 г/л при нормальных условиях (н.у.), нужно выполнить несколько шагов.

1. Определение массовой доли углерода: Если водорода в молекуле 14,3%, то на углерод приходится: [ 100\% - 14,3\% = 85,7\% ]

2. Выражение молекулярной формулы циклоалкана: Циклоалканы имеют общую формулу ( CnH{2n} ).

3. Определение молярной массы вещества: Используем уравнение состояния идеального газа при нормальных условиях (н.у.): [ P V = n R T ] где ( P = 1 \text{ атм} ), ( V = 22,4 \text{ л} ) (молярный объем идеального газа при н.у.), ( R \approx 0,0821 \text{ атм·л/(моль·K)} ), ( T = 273 \text{ K} ).

   Молярная масса ( M ) вещества связана с плотностью ( \rho ) следующим образом: [ \rho = \frac{M}{V} ] Подставляем значения: [ 1,875 \text{ г/л} = \frac{M}{22,4 \text{ л/моль}} ] [ M = 1,875 \text{ г/л} \times 22,4 \text{ л/моль} = 42 \text{ г/моль} ]

4. Определение количества атомов углерода и водорода: В молекуле циклоалкана формулы ( CnH{2n} ) молекулярная масса равна: [ 12n + 2n = 14n \text{ г/моль} ] Приравниваем к найденной молярной массе: [ 14n = 42 \text{ г/моль} ] [ n = 3 ] Таким образом, формула циклоалкана: [ C_3H_6 ]

5. Проверка процентного содержания водорода: Молекулярная масса ( C_3H_6 ): [ C: 3 \times 12 = 36 \text{ г/моль} ] [ H: 6 \times 1 = 6 \text{ г/моль} ] Общая молекулярная масса: [ 36 + 6 = 42 \text{ г/моль} ]

   Массовая доля водорода: [ \frac{6}{42} \times 100\% \approx 14,3\% ]

Таким образом, молекулярная формула циклоалкана, содержащего 14,3% водорода и имеющего плотность 1,875 г/л при н.у., является ( C_3H_6 ).

Cycloalkane: CnH2n 14,3% водорода означает, что на каждый атом углерода приходится 0,143 атома водорода. Таким образом, для каждого атома углерода нужно 1,143 атома водорода. Плотность 1,875 г/л означает, что 1 моль вещества занимает 1,875 литра и весит 1,875 г. Молярная масса вещества равна 1,875 г/л. Теперь можно найти количество атомов углерода и водорода в молекуле циклоалкана, а затем найти его молекулярную формулу.

Для того чтобы найти молекулярную формулу циклоалкана, содержащего 14,3% водорода, нам необходимо рассчитать количество углерода в молекуле.

1. Найдем количество водорода в молекуле циклоалкана: Предположим, что масса образца вещества равна 100 г. Тогда масса водорода в этом образце будет равна 14,3 г.

2. Найдем количество углерода в молекуле: Масса углерода в этом образце будет равна (100 - 14,3) г = 85,7 г.

3. Посчитаем количество молей водорода и углерода:

   • Молярная масса водорода (Н) = 1 г/моль
   • Молярная масса углерода (C) = 12 г/моль

Количество молей водорода = 14,3 г / 1 г/моль = 14,3 моль Количество молей углерода = 85,7 г / 12 г/моль = 7,14 моль

1. Определим отношение числа атомов углерода к числу атомов водорода в молекуле: Отношение углерода к водороду = 7,14 моль / 14,3 моль ≈ 1 : 2

Таким образом, молекулярная формула циклоалкана, содержащего 14,3% водорода, будет C7H14.