1. Яким є молекулярний склад алкену, якщо 2,24 л хлору можуть реагувати з 4,2 г його? 2. Яка молекулярна формула

1. Задача: Яким є молекулярний склад алкену, якщо 2,24 л хлору можуть реагувати з 4,2 г його?

Для вирішення цієї задачі ми використовуємо інформацію про обсяг газів, що розраховуються за умови нормального тиску та температури (ННТ). А також використовуємо закон Простого Поділу Речовин (ЗППР).

З першої частини завдання ми знаємо обсяг хлору, який становить 2,24 л. З цього можемо порахувати кількість речовини хлору. Використовуючи формулу:

\[ n = \frac{V}{V_m} \]

де \( n \) - кількість речовини, \( V \) - обсяг газу (у нашому випадку 2,24 л), \( V_m \) - молярний об"єм, який становить 22,4 л/моль при нормальних умовах, отримуємо:

\[ n_{\text{хлор}} = \frac{2,24}{22,4} = 0,1 \text{ моль} \]

Друга частина задачі дає нам масу алкену (4,2 г). Цю масу можна сконвертувати в кількість речовини використовуючи молярну масу даного алкену. Нехай \( M \) позначає молярну масу алкену та \( n_{\text{алкен}} \) позначає кількість речовини алкену. Тоді маємо:

\[ n_{\text{алкен}} = \frac{m_{\text{алкен}}}{M_{\text{алкен}}} \]

Задача не надає нам молярну масу алкену, тому нам потрібно знайти її. Ми можемо знайти її, знаючи відповідну масу алкену та його молярну масу. Однак у завданні надана вага алкену та об"єм водню, який виділяється під час гідрогенізації алкену.

Скористаймося інформацією, що при гідрогенізації алкену утворюється алкан. Задача надає масу утвореного алкану (46,4 г) та кількість речовини алкену (0,8 моль). Підставимо ці значення в формулу вище і розв"яжемо її щодо молярної маси алкену.

\[ M_{\text{алкен}} = \frac{m_{\text{алкан}}}{n_{\text{алкен}}} = \frac{46,4}{0,8} = 58 \text{ г/моль} \]

Тепер, коли в нас є значення молярної маси алкену, ми можемо знайти кількість речовини алкену за допомогою формули вище:

\[ n_{\text{алкен}} = \frac{m_{\text{алкен}}}{M_{\text{алкен}}} = \frac{4,2}{58} \approx 0,072 \text{ моль} \]

Таким чином, ми отримали кількість речовини алкену, яка реагує з хлором (0,1 моль) і кількість речовини, яка утворює алкан при гідрогенізації (0,072 моль). Це означає, що одна молекула алкену реагує з однією молекулою хлору та утворює одну молекулу алкану. Значить молекулярна формула алкену буде така сама, як і молекулярна формула алкану, отримана при гідрогенізації.

Отже, молекулярна формула алкену в даній задачі однакова з молекулярною формулою алкану: \(C_nH_{2n+2}\), де \(n\) - кількість атомів вуглецю.

2. Задача: Яка молекулярна формула алкену, який при гідрогенізації утворює 46,4 г алкану з 0,8 моль алкену?

Для вирішення цієї задачі ми використовуємо інформацію, що при гідрогенізації алкену утворюється алкан.

Усього ми знаємо, що маса утвореного алкану становить 46,4 г. Молекулярна формула алкану відома та має вигляд \(C_nH_{2n+2}\), де \(n\) - кількість атомів вуглецю. Тепер нам потрібно знайти формулу алкену, впродовж якого утворився цей алкан.

Ми також знаємо, що кількість речовини алкену становить 0,8 моль. Ця кількість речовини прореагувала з воднем та утворила алкан масою 46,4 г. Тут ми можемо скористатися масою речовини, молярною масою та формулою, аналогічним способом, як у попередній задачі.

Молярна маса алкену:
\[ M_{\text{алкен}} = \frac{m_{\text{алкан}}}{n_{\text{алкен}}} = \frac{46,4}{0,8} = 58 \text{ г/моль} \]

Таким чином, ми отримали молярну масу алкену, яка дорівнює 58 г/моль. Це дає нам підказку, що ми маємо приклад із залежністю між кількістю атомів вуглецю та назвою. Беручи до уваги формулу алкану і молярну масу алкену, ми можемо знайти кількість атомів вуглецю.

Запишемо формулу алкану (алкену) з відомими значеннями:
\[ C_nH_{2n+2} \]
\[ M_{\text{алкен}} = (12n + 1 \times 2 + 1 \times 2) \, \text{г/моль} \]

Розв"яжемо це рівняння щодо \( n \):
\[ 58 = 12n + 4 \]
\[ 12n = 58 - 4 \]
\[ n = \frac{54}{12} = 4,5 \]

Отже, отримали, що \( n = 4,5 \). Ми не можемо мати неціле значення для кількості атомів вуглецю, тому найближче ціле число до 4,5 є 4. Тому молекулярна формула алкену, який при гідрогенізації утворює 46,4 г алкану, буде \( C_4H_8 \).