Решение задачи на определение формулы алкена

Задача 1.39. 

Относительная плотность паров некоторого алкена по водороду 21. Определите его молекулярную формулу.

Дано:

относительная плотность паров алкена по водороду: D(H₂) =21.

Найти: молекулярную формулу углеводорода.
Решение:
Шаг 1. В состав углеводорода входит только углерод и водород. Для гомологического ряда алкенов известна общая формула, в которой индексы у углерода и водорода связаны между собой: С_kН_2k. Неизвестной является только одна переменная k.

Шаг 2. В условии нет указаний на химическую реакцию.

Шаг 3. Мы также пропускаем, так как соотношение атомов углерода и водорода уже известно из общей формулы алкена.

Шаг 4. Простейшая формула легко определяется по общей формуле путем подстановки вместо «k» значения «1»: С₁Н₂.

Шаг 5. Выявление истинной формулы. 
Вещества с формулой СН₂ не существует. В истинной формуле индексы будут в некоторое число раз больше, чем в простейшей. Для определения, во сколько раз необходимо увеличить индексы в простейшей формуле, необходимо определить значение истинной молярной массы искомого вещества. Для этого по данным об относительной плотности паров искомого вещества по водороду определяем истинную молярную массу. 
Воспользуемся соотношением:

Определим значение молярной массы для простейшей формулы: 

М_прост. = 1 ^. 12 + 2 ^. 1 = 14 г/моль.

Истинная молярная масса больше молярной массы простейшей формулы, следовательно, индексы в простейшей формуле необходимо увеличивать.

Умножаем индексы в простейшей формуле на «3» и получаем истинную формулу: С₃Н₆ ^. М(С₃Н₆) = 42 г/моль.

Ответ:  С₃Н₆ (пропен).