2. Какая будет молекулярная формула углеводорода, содержащего 8,7% водорода? Плотность паров этого соединения

2. Углеводород, содержащий 8,7% водорода, может быть представлен формулой C₇H₁₅. Чтобы найти молекулярную формулу, нужно узнать общее количество атомов углерода и водорода в соединении. Добавим индексы на атомы: CₓHᵧ.
Почему? Потому что отношение числа водорода к числу углерода в данном случае равно 8,7%. Каждый углеводородный молекул содержит 2 вершины углерода. Поэтому общее количество атомов углерода в соединении будет равно \(2 \cdot x\). Также каждая такая молекула содержит \(y\) атомов водорода. Получаем уравнение: \((1 / 12) \cdot 12 \cdot x + (1 / 1) \cdot y = (8,7 / 100) \cdot (12 \cdot x + 1 \cdot y)\). В этом уравнении мы учли молярную массу углерода и плотность водорода, которую нам дали (46). Путем решения этого уравнения можно найти значение переменных \(x\) и \(y\), а общая молекулярная формула будет С₇H₁₅.

3. Чтобы найти массу муравьиной кислоты HCOOH, полученной при окислении 166,5 г формалина, нужно сначала найти количество гидроксида меди (II) Cu(OH)₂, которое было использовано в реакции. Формула кислоты HCOOH состоит из одного атома углерода, одного атома кислорода и двух атомов водорода. Плотность Cu(OH)₂ равна 2,24 г/см³. Нам также дана процентная массовая доля формальдегида HCOH в формалине (36%).
Для начала, найдем количество Cu(OH)₂:
\[
\text{плотность} = \frac{\text{масса}}{\text{объем}}, \ \text{следовательно} \ \text{объем} = \frac{\text{масса}}{\text{плотность}}
\]
Объем будет равен массе Cu(OH)₂ поделенной на его плотность, что даст нам 166,5 г / 2,24 г/см³ = 74,2 см³.
Теперь можно определить количество вещества Cu(OH)₂:
\[
\text{количество молей} = \frac{\text{объем}}{\text{объемная молярная масса}}
\]
Объемная молярная масса Cu(OH)₂ равна 97 г/моль.
Количество молей будет равно 74,2 см³ / 97 г/моль = 0,764 моль Cu(OH)₂.
Теперь, используя соотношение между гидроксидом меди (II) и формальдегидом, можно найти количество молей HCOH:
\[
\text{коэффициент} = \frac{\text{гидроксид меди (II)}}{\text{формальдегид}}, \ \text{следовательно} \ \text{количество молей HCOH} = \text{коэффициент} \times \text{количество молей Cu(OH)₂}
\]
Коэффициент составляет 2, так как между формальдегидом и гидроксидом меди (II) существует соотношение 2:1. Следовательно, количество молей HCOH = 2 \times 0,764 моль = 1,528 моль HCOH.
Наконец, нам нужно найти массу муравьиной кислоты HCOOH:
\[
\text{масса} = \text{количество молей} \times \text{молярная масса}
\]
Молярная масса HCOOH равна 46 г/моль.
Масса муравьиной кислоты HCOOH = 1,528 моль \times 46 г/моль = 70,2 г.

4. Чтобы найти массу этаналя CH₃CHO 25%-ной концентрации, окисляемого в реакции "серебряного зеркала", если образуется 10,8 г серебра, сначала нужно найти количество молей серебра. Молярная масса Ag = 107,87 г/моль.
\[
\text{количество молей серебра} = \frac{\text{масса серебра}}{\text{молярная масса серебра}}
\]
\[
\text{количество молей серебра} = \frac{10,8 г}{107,87 г/моль} = 0,1 моль
\]
Так как в реакции "серебряного зеркала" каждая молекула этаналя взаимодействует с двумя атомами серебра, количество молей этаналя будет равно \(\frac{0,1 моль}{2} = 0,05 моль\). Молярная масса этаналя CH₃CHO = 44 г/моль.
Теперь можем найти массу этаналя:
\[
\text{масса этаналя} = \text{количество молей} \times \text{молярная масса}
\]
\[
\text{масса этаналя} = 0,05 моль \times 44 г/моль = 2,2 г

5. Чтобы найти объем водорода, образовавшегося при реакции 9,4 г фенола C₆H₅OH с калием, нужно сначала найти количество молей фенола. Молярная масса C₆H₅OH = 94,11 г/моль.
\[
\text{количество молей фенола} = \frac{\text{масса фенола}}{\text{молярная масса фенола}}
\]
\[
\text{количество молей фенола} = \frac{9,4 г}{94,11 г/моль} = 0,1 моль
\]
Практический выход водорода составляет 60% от теоретического. Теоретическое количество молей водорода можно найти из сбалансированного уравнения реакции. В данном случае, при реакции C₆H₅OH + KOH → C₆H₅OK + H₂O, видно, что каждая молекула фенола соединяется с одной молекулой водорода, поэтому количество молей водорода будет равно 0,1 моль.
Теперь можем найти объем водорода, используя уравнение состояния идеального газа:
\[
PV = nRT
\]
\[
V = \frac{nRT}{P}
\]
Где \(P\) - давление (можно считать стандартным атмосферным давлением, 1 атм), \(R\) - универсальная газовая постоянная (0,0821 л × атм / К × моль), \(T\) - температура в Кельвинах (можно считать комнатной температурой, 298 К).
\[
V = \frac{0,1 моль \times 0,0821 л \times атм / К \times моль \times 298 К}{1 атм} = 2,45 л
\]

6. Чтобы найти массу глюкозы C₆H₁₂O₆, содержащейся в 250 мл раствора концентрации 5%, нужно сначала найти массу глюкозы в растворе, а затем выразить ее массу на объем раствора.
Массовая концентрация равна массе растворенного вещества поделенной на объем раствора:
\[
\text{массовая концентрация} = \frac{\text{масса вещества}}{\text{объем раствора}}
\]
Подставляя известные значения, получаем:
\[
5\% = \frac{\text{масса глюкозы}}{250 мл}
\]
Перегруппируем:
\[
\text{масса глюкозы} = 5\% \times 250 мл
\]
Расчет:
\[
\text{масса глюкозы} = 0,05 \times 250 г = 12,5 г
\]
Таким образом, в 250 мл раствора концентрации 5% содержится 12,5 г глюкозы.