Question

№1 (28 баллов). При сгорания органического соединения А массой 1 г в избытке кислорода и последующем охлаждения реакционной смеси получили 1,23 г жидкого вещества и 1500 мл газовой смеси при 20°С и давлении 740 мм рт. ст. При пропускании полученной газовой смеси через трубку с гидроксидом калия се масса увеличилась на 2,5 г. Объём оставшегося газа при той же температуре и давлении составил 100 мл.
а) Установите молекулярную формулу вещества А, если известно, что молярная масса его паров не превышает 100 г/моль. (10 баллов).
6) Нарисуйте все возможные структурные изомеры вещества А. если известно, что все изомерные вещества могут образовывать водородные связи (8 баллов).
в) Кислород какой массой был взят для сжигания органического вещества А? (10 баллов)​

Answer 1

Ответ:

а) Для начала, найдем количество вещества А, которое сгорело и превратилось в жидкое вещество и газовую смесь.

Масса жидкого вещества = 1,23 г

Масса газовой смеси = 1500 мл = 1,5 л = 1,5 г (при условии, что плотность газовой смеси при 20°C и давлении 1 атм = 1 г/л)

Общая масса продуктов = масса жидкого вещества + масса газовой смеси = 1,23 г + 1,5 г = 2,73 г

Теперь посмотрим на реакцию сгорания вещества А:

СnHm + (n + m/4)O2 → nCO2 + (m/2)H2O

Масса вещества А, которое сгорело, можно выразить через количество потребленного кислорода (масса кислорода = масса вещества А + масса жидкого вещества + масса газовой смеси)

Предположим, что молекулярная формула вещества А - CnHm.

Масса кислорода = 1 г (масса вещества А) + 1,5 г (масса газовой смеси) + 1,23 г (масса жидкого вещества) = 3,73 г.

Теперь найдем количество кислорода, которое было потреблено:

Молярная масса кислорода = 32 г/моль

Количество кислорода = масса кислорода / молярная масса = 3,73 г / 32 г/моль ≈ 0,116 моль

Так как коэффициент при кислороде в реакции сгорания равен (n + m/4), то:

n + m/4 = количество кислорода = 0,116 моль

Теперь, учитывая, что масса вещества А не превышает 100 г/моль, можно составить систему уравнений:

n + m/4 = 0,116

n × молярная масса углерода + m/4 × молярная масса водорода ≤ 100 г/моль

Решая эту систему уравнений, можно найти значения n и m и, таким образом, определить молекулярную формулу вещества А.

6) Нарисуем все возможные структурные изомеры вещества А, при условии, что они могут образовывать водородные связи:

H H H

| \ \

H - C = C - C - H H - C - C = C - H

| / /

H H H

в) Для того чтобы узнать, какой массой был взят кислород для сжигания вещества А, нужно вычислить разницу между начальной и конечной массой гидроксида калия:

Масса кислорода = Разница в массе гидроксида калия = 2,5 г

Таким образом, кислород был взят в массе 2,5 г для сжигания вещества А.