номер 4, страница 54 - гдз по химии 10 класс учебник Колевич, Матулис

4.Относительная плотность по водороду ($H_2$) некоторого углеводорода равна 15. Установите молярную массу углеводорода и приведите его формулу.

Дано:
$D_{\text{H}_2}(\text{C}_x\text{H}_y) = 15$
$M(\text{H}_2) = 2\text{ г/моль}$

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

Решение:
1. Найдём молярную массу неизвестного углеводорода, используя формулу относительной плотности газов:
$$D_{\text{H}_2} = \frac{M(\text{C}_x\text{H}_y)}{M(\text{H}_2)}$$ $$M(\text{C}_x\text{H}_y) = D_{\text{H}_2} \cdot M(\text{H}_2) = 15 \cdot 2\text{ г/моль} = 30\text{ г/моль}$$

2. Установим молекулярную формулу углеводорода состава $\text{C}_x\text{H}_y$.
Молярная масса углеводорода выражается уравнением:
$$12x + 1y = 30$$ где $x$ и $y$ — целые положительные числа (число атомов углерода и водорода соответственно):

• Если $x = 1$, то $y = 30–12 \cdot 1 = 18$. Молекулы $\text{CH}_{18}$ существовать не может, так как максимальное число атомов водорода при одном атоме углерода равно $4$ ($\text{CH}_4$).
• Если $x = 2$, то $y = 30–12 \cdot 2 = 6$. Получаем формулу $\text{C}_2\text{H}_6$, что соответствует предельному углеводороду (алкану с общей формулой $\text{C}_n\text{H}_{2n+2}$ при $n = 2$) — этану.
• Если $x \ge 3$, то масса атомов углерода $12 \cdot 3 = 36\text{ г/моль}$, что уже превышает суммарную молярную массу вещества ($30\text{ г/моль}$).

Ответ:
Молярная масса углеводорода составляет $30\text{ г/моль}$, его молекулярная формула — $\text{C}_2\text{H}_6$ (этан).