В молекуле углеводорода соотношение масс углерода и водорода равно 6:1. Формула углеводорода, если относительная плотность по водороду равна 21
A) C₆H₆
B) C₄H₈
C) C₅H₁₀
D) C₃H₄
E) C₆H₃₂
F) C₃H₆
G) C₂H₄
H) CH₄
Рассмотрим условие: отношение масс углерода и водорода равно 6:1, то есть для формулы углеводорода при количестве атомов углерода n и водорода m должно выполняться условие
(12n : m) = 6 : 1 → 12n/m = 6, откуда m = 2n.
Таким образом, формула имеет вид CnH₂ₙ.
Далее, «относительная плотность по водороду» равна 21. Относительная плотность определяется как масса молекулы данного вещества относительно массы молекулы водорода (H₂, масса 2 а.е.м.). Если молекулярная масса искомого вещества равна M, то согласно условию получаем:
M/2 = 21 → M = 42 а.е.м.
Подставляем формулу CnH₂ₙ:
M = 12n + 2n = 14n.
Приравнивая к 42:
14n = 42 → n = 3 и m = 2×3 = 6.
Итак, формула углеводорода – C₃H₆.
Переберем варианты:
A) C₆H₆ – отношение масс 72:6 = 12:1, не подходит.
B) C₄H₈ – отношение масс 48:8 = 6:1, но молекулярная масса 56 а.е.м. (относительная плотность 28), неверное значение.
C) C₅H₁₀ – отношение масс 60:10 = 6:1, но масса 70 а.е.м. (относительная плотность 35).
D) C₃H₄ – отношение масс 36:4 = 9:1.
E) C₆H₃₂ – некорректное соотношение атомов.
F) C₃H₆ – отношение масс 36:6 = 6:1 и масса 42 а.е.м. (42/2 = 21), подходит.
G) C₂H₄ – отношение масс 24:4 = 6:1, но масса 28 а.е.м. (относительная плотность 14).
H) CH₄ – отношение масс 12:4 = 3:1.
Таким образом, верный ответ – вариант F: C₃H₆.