Задание №33 — Типы расчётных задач
При сгорании 11,6 г органического вещества А получили 8,96 л углекислого газа (н.у.) и 3,6 г воды.
Известно, что вещество А образуется при дегидрировании гидроксильного соединения Б в присутствии медного катализатора, а также вступает вреакцию с гидроксидом диамминсеребра(I) в молярном соотношении 1:4.
На основании данных условия задачи:
1) проведите необходимые вычисления (указывайте единицы измерения искомых физических величин) и установите молекулярную формулу вещества А;
2) составьте структурную формулу вещества А, которая однозначно отражает порядок связи атомов в его молекуле;
3) напишите уравнение реакции вещества А с избытком гидроксида диамминсеребра(I) (используйте структурные формулы органических веществ).
Проверка решения с помощью ИИ доступна авторизованным пользователям
Решение.
1) Вычисления и молекулярная формула.
n(CO2) = 8,96 л / 22,4 л/моль = 0,4 моль → n(C) = 0,4 моль; m(C) = 4,8 г
n(H2O) = 3,6 г / 18 г/моль = 0,2 моль → n(H) = 0,4 моль; m(H) = 0,4 г
m(C) + m(H) = 4,8 г + 0,4 г = 5,2 г < 11,6 г, значит в веществе А есть кислород:
m(O) = 11,6 г − 5,2 г = 6,4 г; n(O) = 6,4 г / 16 г/моль = 0,4 моль
n(C) : n(H) : n(O) = 0,4 : 0,4 : 0,4 = 1 : 1 : 1
Простейшая формула CHO невозможна (нечётная валентность), поэтому истинная формула — C2H2O2, M = 58 г/моль.
Проверка: n(A) = 11,6 г / 58 г/моль = 0,2 моль; на одну молекулу 0,4 / 0,2 = 2 атома C — формула подтверждается.
2) Структурная формула вещества А.
Вещество А получается дегидрированием гидроксильного соединения Б над медным катализатором и реагирует с гидроксидом диамминсеребра(I) в соотношении 1 : 4, то есть содержит две альдегидные группы. Значит Б — этиленгликоль, а А — этандиаль (глиоксаль):
H–CO–CO–H, то есть O=CH–CH=O
3) Уравнение реакции с избытком гидроксида диамминсеребра(I).
O=CH–CH=O + 4[Ag(NH3)2]OH → (t°) NH4OOC–COONH4 + 4Ag↓ + 6NH3 + 2H2O
Проверка: слева 2 C, 2 + 28 = 30 H, 2 + 4 = 6 O, 8 N, 4 Ag; справа 2 C, 8 + 18 + 4 = 30 H, 4 + 2 = 6 O, 2 + 6 = 8 N, 4 Ag.
Ответ: А — C2H2O2, глиоксаль O=CH–CH=O;
O=CH–CH=O + 4[Ag(NH3)2]OH → (t°) NH4OOC–COONH4 + 4Ag↓ + 6NH3 + 2H2O
Источник: ФИПИ