Задание №33 — Типы расчётных задач
При сгорании 1,52 г органического вещества А образовалось 1,568 л (н.у.) углекислого газа, 1,06 г карбоната натрия и 0,9 г воды. Известно, что вещество А реагирует с 2-метил-2-хлорпропаном с образованием алкина.
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 2-метил-2-хлорпропаном (используйте структурные формулы органических веществ).
Проверка решения с помощью ИИ доступна авторизованным пользователям
Решение.
1) Вычисления и молекулярная формула.
n(CO2) = 1,568 л / 22,4 л/моль = 0,07 моль;
n(Na2CO3) = 1,06 г / 106 г/моль = 0,01 моль;
n(H2O) = 0,9 г / 18 г/моль = 0,05 моль.
Углерод распределился между CO2 и карбонатом натрия:
n(C) = 0,07 моль + 0,01 моль = 0,08 моль, m(C) = 0,96 г;
n(H) = 2·0,05 моль = 0,1 моль, m(H) = 0,1 г;
n(Na) = 2·0,01 моль = 0,02 моль, m(Na) = 0,46 г.
Сумма масс: 0,96 г + 0,1 г + 0,46 г = 1,52 г — равна массе образца, значит кислорода в веществе А нет.
Соотношение: n(C) : n(H) : n(Na) = 0,08 : 0,1 : 0,02 = 4 : 5 : 1, простейшая формула C4H5Na, M = 76 г/моль. Тогда n(A) = 1,52 г / 76 г/моль = 0,02 моль и n(C) = 4·0,02 = 0,08 моль — сходится, поэтому молекулярная формула — C4H5Na.
2) Структурная формула.
Вещество А реагирует с галогеналканом с образованием алкина, значит А — натриевое производное алкина с концевой тройной связью (ацетиленид). Составу C4H5Na отвечает натрийбутин-1:
CH3–CH2–C≡C–Na
3) Уравнение реакции с 2-метил-2-хлорпропаном.
Атом натрия замещает атом хлора, углеродная цепь удлиняется, тройная связь сохраняется:
CH3–CH2–C≡C–Na + (CH3)3C–Cl → CH3–CH2–C≡C–C(CH3)3 + NaCl
Проверка: слева C 4 + 4 = 8, H 5 + 9 = 14, Na 1, Cl 1; справа C 8, H 14, Na 1, Cl 1.
Ответ: молекулярная формула вещества А — C4H5Na; структурная формула — CH3–CH2–C≡C–Na; уравнение реакции: CH3–CH2–C≡C–Na + (CH3)3C–Cl → CH3–CH2–C≡C–C(CH3)3 + NaCl.
Источник: ФИПИ