Массовые доли углерода и водорода в углеводороде равны соответственно 92,31% и 7,69%. Плотность его паров по водороду составляет 39. Найдите молекулярную формулу этого углеводорода.

Для того чтобы найти молекулярную формулу углеводорода, нужно выполнить несколько шагов.

1. Определим состав углеводорода.

   Массовая доля углерода (C) составляет 92,31%, а водорода (H) — 7,69%. Это значит, что на 100 г углеводорода приходится 92,31 г углерода и 7,69 г водорода.

2. Переведем массовые доли в молекулы.

   Молекулярная масса углерода (C) равна 12 г/моль, а водорода (H) — 1 г/моль. Чтобы найти количество вещества углерода и водорода в молях, нужно разделить массу каждого элемента на его молекулярную массу:

   $$n_{\text{C}} = \frac{92,31 \, \text{г}}{12 \, \text{г/моль}} = 7,6925 \, \text{моль}$$ $$n_{\text{H}} = \frac{7,69 \, \text{г}}{1 \, \text{г/моль}} = 7,69 \, \text{моль}$$

   Таким образом, отношение молей углерода к молям водорода:

   $$\frac{n_{\text{C}}}{n_{\text{H}}} = \frac{7,6925}{7,69} \approx 1$$

   Это говорит о том, что на каждый атом углерода приходится один атом водорода, то есть формула углеводорода в эмпирическом виде — $\text{CH}$.

3. Используем плотность паров.

   Из условия задачи известно, что плотность паров углеводорода по водороду составляет 39. Плотность паров по водороду (D) — это отношение молекулярной массы вещества к молекулярной массе водорода (1 г/моль):

   $$D = \frac{M_{\text{молекулы}}}{M_{\text{H}}} = 39$$

   Молекулярная масса водорода $M_{\text{H}} = 1 \, \text{г/моль}$, следовательно молекулярная масса углеводорода $M_{\text{молекулы}} = 39 \, \text{г/моль}$.

4. Определим молекулярную формулу.

   Мы уже знаем, что углеводород состоит из углерода и водорода, и его молекулярная масса равна 39 г/моль. Пусть молекулярная формула углеводорода — $\text{C}_x\text{H}_y$. Молекулярная масса этого соединения будет:

   $$12x + y = 39$$

   Поскольку из предыдущего расчета мы знаем, что отношение молей углерода и водорода составляет 1:1, то $x = y$. Подставим это в уравнение:

   $$12x + x = 39$$ $$13x = 39$$ $$x = 3$$

   Следовательно, молекулярная формула углеводорода — $\text{C}_3\text{H}_3$.

Таким образом, молекулярная формула углеводорода — $\text{C}_3\text{H}_3$.