номер 2, страница 75 - 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.

2.Дано:
$\rho = 0{,}714\text{ г/дм}^3 = 0{,}714\text{ г/л}$ (н. у.)
$V_m = 22{,}4\text{ л/моль}$

Найти:
$M(\text{C}_x\text{H}_y) - ?$
Молекулярную формулу $\text{C}_x\text{H}_y - ?$

Решение:

1. Плотность газа при нормальных условиях связана с его молярной массой и молярным объёмом соотношением:

$$M = \rho \cdot V_m$$

Так как $1\text{ дм}^3 = 1\text{ л}$, плотность углеводорода составляет $0{,}714\text{ г/л}$. Подставим числовые значения:

$$M(\text{C}_x\text{H}_y) = 0{,}714\text{ г/л} \cdot 22{,}4\text{ л/моль} \approx 15{,}994\text{ г/моль} \approx 16\text{ г/моль}$$

2. Общая формула любого углеводорода — $\text{C}_x\text{H}_y$, где $x$ и $y$ — целые положительные числа. Выразим молярную массу через относительные атомные массы углерода ($A_r(\text{C}) = 12$) и водорода ($A_r(\text{H}) = 1$):

$$12x + y = 16$$

Подберём возможные значения индексов $x$ и $y$:

• Если $x = 1$, то $12 \cdot 1 + y = 16 \implies y = 4$. Получаем формулу $\text{CH}_4$. Валентность углерода в этом веществе равна четырём, что соответствует его предельному состоянию (алкан — метан).
• Если $x \ge 2$, то масса углерода уже составляет $12 \cdot 2 = 24\text{ г/моль}$, что превышает найденную общую молярную массу ($24 > 16$). Следовательно, других решений уравнение не имеет.

Ответ:
Молярная масса углеводорода составляет $16\text{ г/моль}$;
Молекулярная формула — $\text{CH}_4$ (метан).