3). Выведите молекулярную формулу углеводорода, плотность которого при н.у. равна 2,61 г/л, если массовая доля углерода в нём составляет 83,8%.

1. При нормальных условиях молярный объём газа равен 22,4 л/моль. Найдём молярную массу углеводорода:

\(M = \rho V_m = 2{,}61 \cdot 22{,}4 \approx 58{,}5\) г/моль.

2. В 1 моль вещества масса углерода составляет \(0{,}838 \cdot 58{,}5 \approx 49{,}0\) г. Число атомов углерода: \(x \approx 49{,}0 / 12 \approx 4{,}08\), то есть около 4.

3. Для углеводорода C₄H_y массовая доля углерода равна \(48/(48+y)\). Из указанной доли следует \(y = 48(1-0{,}838)/0{,}838 \approx 9{,}27\). Однако число атомов водорода в молекуле должно быть целым; кроме того, для нейтрального ациклического углеводорода с четырьмя атомами углерода максимум составляет 10 атомов водорода.

Данные задания слегка расходятся из-за округления или опечатки: полученные значения не дают точной целочисленной формулы. Ближайшая формула — C₄H₁₀ (бутан): для неё M = 58 г/моль, плотность при н.у. ≈ 2,59 г/л, массовая доля углерода ≈ 82,8%. Чтобы однозначно вывести формулу по точным исходным данным, требуется уточнить плотность или массовую долю.

Ответ: вероятнее всего, C₄H₁₀; приведённые в условии данные не согласуются точно.