Какой элемент образует несколько соединений с водородом, в каждом из которых он является четырёхвалентным и легко

Элемент, который соответствует вашему описанию, называется углеродом (C). Образование нескольких соединений с водородом и четырёхвалентность указывают на его свойства.

Массовая доля водорода в простейшем соединении составляет 12,5%. Чтобы найти формулу этого соединения, давайте воспользуемся процентным составом и атомными массами.

Массовая доля водорода в соединении равна массе водорода, деленной на общую массу соединения и умноженной на 100%. Из задания известно, что массовая доля водорода составляет 12,5%. Предположим, что у нас есть 100 граммов простейшего соединения.

Масса водорода = массовая доля водорода × общая масса соединения / 100%
Масса водорода = 12,5 × 100 / 100 = 12,5 г

Условие говорит, что в простейшем соединении содержится 8 атомов водорода. Молярная масса водорода составляет приблизительно 1 г/моль. Можем использовать это значение, чтобы найти количество молей водорода.

Количество молей водорода = масса водорода (г) / молярная масса водорода (г/моль)
Количество молей водорода = 12,5 г / 1 г/моль = 12,5 моль

Так как соединение является четырёхвалентным, углерод должен образовывать четыре связи с водородом в этом соединении. Поэтому, чтобы найти формулу простейшего соединения, используем концепцию мольного соотношения.

Количество молей углерода : Количество молей водорода = 1 : 4

Таким образом, в простейшем соединении углерода с водородом, массовая доля которого составляет 12,5%, между атомами углерода и водорода устанавливается соотношение 1 : 4. Формула этого соединения - CH4 (метан).

Давайте теперь рассмотрим уравнения реакций, связанные с участием углерода.

1. Воспламенение на воздухе:

\[CH_4 + 2O_2 \rightarrow CO_2 + 2H_2O\]

В этой реакции метан горит (воспламеняется) в присутствии кислорода с образованием углекислого газа (CO2) и воды (H2O).

2. Гидролиз водой:

\[CH_4 + 2H_2O \rightarrow CO_2 + 4H_2\]

При гидролизе метан реагирует с водой, образуя углекислый газ (CO2) и водород (H2).

3. Разложение при нагревании:

\[CH_4 \rightarrow C + 2H_2\]

При нагревании метана он разлагается на углерод и водород.

Таким образом, формула простейшего соединения углерода с водородом, содержащего 8 атомов водорода, будет C2H8.