Какова химическая формула газообразного углеводорода с наименьшим количеством атомов, если в нем содержится 81,82%

Данная задача связана с определением химической формулы углеводорода на основе его процентного содержания элементов и известной массы при нормальных условиях. Давайте решим задачу пошагово:

Шаг 1: Определение соотношения атомов углерода и водорода в углеводороде.
Дано, что углеводород состоит из 81,82% углерода и 18,18% водорода. Для определения соотношения атомов этих элементов в углеводороде, предположим, что у нас есть 100 граммов этого вещества.

Масса углерода = 81,82% углерода × 100 г = 81,82 г.
Масса водорода = 18,18% водорода × 100 г = 18,18 г.

Шаг 2: Определение количества молей углерода и водорода.
Для определения количества молей углерода и водорода воспользуемся их атомными массами из периодической системы:

Атомная масса углерода (C) = 12 г/моль
Атомная масса водорода (H) = 1 г/моль

Количество молей углерода = Масса углерода / Атомная масса углерода = 81,82 г / 12 г/моль = 6,818 моль
Количество молей водорода = Масса водорода / Атомная масса водорода = 18,18 г / 1 г/моль = 18,18 моль

Шаг 3: Определение простейшей формулы углеводорода.
Чтобы определить простейшую формулу углеводорода, нам нужно найти наименьшее целое значение для отношения количества атомов углерода к водороду.

Отношение между количеством атомов углерода и водорода = Количество молей углерода / Количество молей водорода = 6,818 моль / 18,18 моль ≈ 0,375

Мы видим, что это отношение не является целым числом. Однако, у нас есть дополнительная информация.

Шаг 4: Определение молекулярной массы углеводорода.
Для этого мы используем известную массу газообразного углеводорода при нормальных условиях, равную 2,6·10-3 грамма, и объем 10-3 м3.

Молярный объем идеального газа (при нормальных условиях) = 22,4 л/моль
Объем газа (в молях) = Объем газа (в литрах) / Молярный объем идеального газа = 10-3 м3 × 1000 л/м3 / 22,4 л/моль ≈ 44,64 моль

Масса газа (в молях) = Масса газа (в граммах) / Молекулярная масса углеводорода (в граммах/моль)
Молекулярная масса углеводорода = Масса газа (в граммах) / Масса газа (в молях)
Молекулярная масса углеводорода = 2,6·10-3 г / 44,64 моль ≈ 0,058 г/моль

Шаг 5: Определение формулы углеводорода.
Поскольку молекулярная масса углеводорода составляет примерно 0,058 г/моль, мы можем сделать предположение о молекулярной формуле углеводорода.

Теперь, учитывая, что углеводород состоит из углерода и водорода, и чтоб найти простейшую формулу, мы должны разделить массу углерода и массу водорода на их атомные массы, чтобы получить количество атомов каждого элемента в молекуле.

Количество атомов углерода = Масса углерода / Атомная масса углерода = 81,82 г / 12 г/моль ≈ 6,818
Количество атомов водорода = Масса водорода / Атомная масса водорода = 18,18 г / 1 г/моль = 18,18

Теперь давайте сделаем предположение о формуле, предполагая, что число атомов углерода и водорода должно быть наименьшим целым отношением. Из предыдущей информации мы знаем, что отношение атомов углерода к водороду составляет примерно 0,375.

Выбрав наименьшее целое отношение, мы получаем формулу CH2.

Ответ: Химическая формула газообразного углеводорода с наименьшим количеством атомов - CH2.