дано:
- Массовая доля водорода (H) в соединении = 20,0 %
- Мольная доля водорода (H) в соединении = 75,0 %
найти:
1. Простейшую формулу соединения.
2. Может ли молекула устойчивого при нормальных условиях вещества иметь такой состав и почему?
3. Структурную формулу устойчивого вещества, соответствующего условию задачи.
решение:
а) Определим состав соединения. Обозначим элемент как E.
1. По массовой доле водорода:
Масса водорода в 100 г соединения = 20 г (так как 20% от 100 г).
Следовательно, масса элемента E = 100 г - 20 г = 80 г.
2. Теперь найдем количество молей водорода и элемента E:
- Молярная масса водорода (H) = 1 г/моль.
Количество молей водорода (n(H)) = 20 г / 1 г/моль = 20 моль.
- Предположим, что элемент E — это углерод (C) с молярной массой 12 г/моль:
Количество молей элемента E (n(E)) = 80 г / 12 г/моль ≈ 6.67 моль.
Теперь находим соотношение:
- C : H = 6.67 : 20
Чтобы упростить, разделим обе величины на 6.67:
- C : H ≈ 1 : 3
Таким образом, простейшая формула соединения будет CH3.
б) Теперь проверим, может ли молекула устойчивого вещества с таким составом существовать. Для простейшей формулы CH3 можно сказать, что это метиловая группа (метан), которая может образовывать стабильные соединения, например, метанол (CH3OH) или другие производные углеводородов. Однако CH3 не является самостоятельной молекулой, так как для устойчивости ему необходимо присутствие других атомов, например, кислорода.
в) Структурная формула одного из устойчивых веществ, которые могут быть связаны с данной формулой, например, метанола:
H
|
H - C - O - H
|
H
ответ:
1. Простейшая формула соединения: CH3.
2. Да, молекула может существовать как часть более сложных соединений (например, метанол).
3. Структурная формула метанола: H–C(OH)–H (метанол).