Массовая доля углерода в углеводороде составляет 90,0 %. Относительная плотность этого газа по водороду равна 20. Найдите формулу углеводорода.

Привет! Давай разберём эту задачку по химии. Она не такая сложная, как кажется. Всё получится! **Дано:** * Углеводород (состоит только из углерода C и водорода H) * Массовая доля углерода $w(C) = 90,0\%$ * Относительная плотность по водороду $D_{H_2} = 20$ **Найти:** Формулу углеводорода $C_xH_y$ ### Решение 1. **Найдём молярную массу нашего неизвестного углеводорода.** Относительная плотность газа по водороду показывает, во сколько раз наш газ тяжелее молекулы водорода ($H_2$). Молярная масса водорода $M(H_2) = 2 \text{ г/моль}$. Чтобы найти молярную массу нашего газа ($M(C_xH_y)$), нужно плотность умножить на молярную массу водорода: $$M(C_xH_y) = D_{H_2} \times M(H_2) = 20 \times 2 = 40 \text{ г/моль}$$ 2. **Найдём простейшую формулу углеводорода.** Массовая доля углерода 90%. Значит, на водород приходится всё остальное: $$w(H) = 100\% - 90\% = 10\%$$ Теперь найдём соотношение атомов углерода (x) и водорода (y) в молекуле. Для этого разделим массовые доли элементов на их атомные массы ($Ar(C) = 12 \text{ г/моль}$, $Ar(H) = 1 \text{ г/моль}$): $$x : y = \frac{w(C)}{Ar(C)} : \frac{w(H)}{Ar(H)}$$ $$x : y = \frac{90}{12} : \frac{10}{1} = 7,5 : 10$$ Чтобы получить красивые целые числа, разделим оба числа на наименьшее из них (на 7,5): $$x : y = \frac{7,5}{7,5} : \frac{10}{7,5} = 1 : 1,333...$$ Число $1,333...$ — это дробь $4/3$. Чтобы избавиться от дроби, умножим обе части соотношения на 3: $$x : y = (1 \times 3) : (\frac{4}{3} \times 3) = 3 : 4$$ Значит, простейшая формула нашего вещества — $C_3H_4$. 3. **Проверим, совпадает ли молярная масса простейшей формулы с той, что мы нашли в самом начале.** Найдём молярную массу для $C_3H_4$: $$M(C_3H_4) = 3 \times 12 + 4 \times 1 = 36 + 4 = 40 \text{ г/моль}$$ Они совпали! $40 = 40$. Это значит, что простейшая формула и есть та, которую мы искали. **Ответ: $C_3H_4$**