В каком из перечисленных газов массовая доля водорода больше: а) пропан, б) гексан, в) бутан, г) этан, д) пентан?

Чтобы определить, в каком из перечисленных газов массовая доля водорода больше, мы должны рассмотреть молекулярные формулы каждого газа и вычислить массовую долю водорода в каждой из них.

Массовая доля вещества - это отношение массы данного элемента (водорода) к общей массе вещества. Для нашего решения мы будем использовать периодическую систему элементов.

а) Пропан имеет молекулярную формулу C3H8. В молекуле пропана содержится 3 атома углерода и 8 атомов водорода.

Массовая доля водорода в пропане:
\[ \frac{{(масса\ водорода\ в\ пропане)}}{{(общая\ масса\ пропана)}} = \frac{{(количество\ атомов\ водорода)}}{{(количество\ атомов\ водорода + количество\ атомов\ углерода)}}\]

Масса атома водорода примерно равны 1 г/моль, а масса атома углерода примерно равна 12 г/моль.

Массовая доля водорода в пропане:
\[ \frac{{(8 \cdot 1\ г/моль)}}{{(8 \cdot 1\ г/моль + 3 \cdot 12\ г/моль)}} = \frac{{8}}{{8 + 36}} = \frac{{8}}{{44}} \approx 0.18\]

б) Гексан имеет молекулярную формулу C6H14. В молекуле гексана содержится 6 атомов углерода и 14 атомов водорода.

Массовая доля водорода в гексане:
\[ \frac{{(масса\ водорода\ в\ гексане)}}{{(общая\ масса\ гексана)}} = \frac{{(количество\ атомов\ водорода)}}{{(количество\ атомов\ водорода + количество\ атомов\ углерода)}}\]

Масса атома водорода примерно равна 1 г/моль, а масса атома углерода примерно равна 12 г/моль.

Массовая доля водорода в гексане:
\[ \frac{{(14 \cdot 1\ г/моль)}}{{(14 \cdot 1\ г/моль + 6 \cdot 12\ г/моль)}} = \frac{{14}}{{14 + 72}} = \frac{{14}}{{86}} \approx 0.16\]

в) Бутан имеет молекулярную формулу C4H10. В молекуле бутана содержится 4 атома углерода и 10 атомов водорода.

Массовая доля водорода в бутане:
\[ \frac{{(масса\ водорода\ в\ бутане)}}{{(общая\ масса\ бутана)}} = \frac{{(количество\ атомов\ водорода)}}{{(количество\ атомов\ водорода + количество\ атомов\ углерода)}}\]

Масса атома водорода примерно равна 1 г/моль, а масса атома углерода примерно равна 12 г/моль.

Массовая доля водорода в бутане:
\[ \frac{{(10 \cdot 1\ г/моль)}}{{(10 \cdot 1\ г/моль + 4 \cdot 12\ г/моль)}} = \frac{{10}}{{10 + 48}} = \frac{{10}}{{58}} \approx 0.17\]

г) Этан имеет молекулярную формулу C2H6. В молекуле этана содержится 2 атома углерода и 6 атомов водорода.

Массовая доля водорода в этане:
\[ \frac{{(масса\ водорода\ в\ этане)}}{{(общая\ масса\ этана)}} = \frac{{(количество\ атомов\ водорода)}}{{(количество\ атомов\ водорода + количество\ атомов\ углерода)}}\]

Масса атома водорода примерно равна 1 г/моль, а масса атома углерода примерно равна 12 г/моль.

Массовая доля водорода в этане:
\[ \frac{{(6 \cdot 1\ г/моль)}}{{(6 \cdot 1\ г/моль + 2 \cdot 12\ г/моль)}} = \frac{{6}}{{6 + 24}} = \frac{{6}}{{30}} = 0.2\]

д) Пентан имеет молекулярную формулу C5H12. В молекуле пентана содержится 5 атомов углерода и 12 атомов водорода.

Массовая доля водорода в пентане:
\[ \frac{{(масса\ водорода\ в\ пентане)}}{{(общая\ масса\ пентана)}} = \frac{{(количество\ атомов\ водорода)}}{{(количество\ атомов\ водорода + количество\ атомов\ углерода)}}\]

Масса атома водорода примерно равна 1 г/моль, а масса атома углерода примерно равна 12 г/моль.

Массовая доля водорода в пентане:
\[ \frac{{(12 \cdot 1\ г/моль)}}{{(12 \cdot 1\ г/моль + 5 \cdot 12\ г/моль)}} = \frac{{12}}{{12 + 60}} = \frac{{12}}{{72}} \approx 0.17\]

Теперь мы можем сравнить значения массовой доли водорода для каждого из газов:

Пропан: 0.18
Гексан: 0.16
Бутан: 0.17
Этан: 0.2
Пентан: 0.17

Таким образом, массовая доля водорода наибольшая в этане.