Question

При сгорании 43,4 г органического вещества получили 61,6 г углекислого газа и 37,8 мл воды. Известно, что это вещество может быть получено окислением соответствующего углеводорода водным раствором перманганата калия на холоду. На основании данных условия задания:

1) проведите необходимые вычисления (указывайте единицы измерения искомых физических величин) и установите молекулярную формулу органического вещества;

2) составьте возможную структурную формулу этого вещества, которая однозначно отражает порядок связи атомов в его молекуле;

3) напишите уравнение реакции получения данного вещества окислением соответствующего углеводорода водным раствором перманганата калия на холоду.

Accepted Answer

Answer

Идея решения: по продуктам сгорания найти количество углерода и водорода, затем кислорода; установить простейшую формулу и, учитывая условие окисления углеводорода, определить молекулярную формулу и структуру.

**Шаг 1. Расчёт количества вещества продуктов сгорания**

$$n(\ce{CO2}) = \frac{m(\ce{CO2})}{M(\ce{CO2})} = \frac{61{,}6}{44} = 1{,}4 	ext{ моль}$$

$$m(\ce{H2O}) = V(\ce{H2O}) \cdot ho(\ce{H2O}) = 37{,}8 \cdot 1 = 37{,}8 	ext{ г}$$

$$n(\ce{H2O}) = \frac{m(\ce{H2O})}{M(\ce{H2O})} = \frac{37{,}8}{18} = 2{,}1 	ext{ моль}$$

**Шаг 2. Определение количества атомов углерода и водорода**

$$n(\ce{C}) = n(\ce{CO2}) = 1{,}4 	ext{ моль}$$

$$n(\ce{H}) = 2 \cdot n(\ce{H2O}) = 2 \cdot 2{,}1 = 4{,}2 	ext{ моль}$$

**Шаг 3. Расчёт массы углерода и водорода**

$$m(\ce{C}) = n(\ce{C}) \cdot M(\ce{C}) = 1{,}4 \cdot 12 = 16{,}8 	ext{ г}$$

$$m(\ce{H}) = n(\ce{H}) \cdot M(\ce{H}) = 4{,}2 \cdot 1 = 4{,}2 	ext{ г}$$

**Шаг 4. Определение массы и количества кислорода**

$$m(\ce{O}) = m_{	ext{вещества}} - m(\ce{C}) - m(\ce{H}) = 43{,}4 - 16{,}8 - 4{,}2 = 22{,}4 	ext{ г}$$

$$n(\ce{O}) = \frac{m(\ce{O})}{M(\ce{O})} = \frac{22{,}4}{16} = 1{,}4 	ext{ моль}$$

**Шаг 5. Нахождение простейшей формулы**

Соотношение количеств элементов:

$$n(\ce{C}) : n(\ce{H}) : n(\ce{O}) = 1{,}4 : 4{,}2 : 1{,}4$$

Разделим на наименьшее значение (1,4):

$$1 : 3 : 1$$

Простейшая формула: $\ce{CH3O}$

**Шаг 6. Определение молекулярной формулы**

По условию вещество получается окислением углеводорода перманганатом калия на холоду. При окислении этилена $\ce{C2H4}$ на холоду образуется этиленгликоль $\ce{C2H6O2}$. Молекулярная формула соответствует удвоению простейшей формулы:

$$\ce{C2H6O2}$$

**Шаг 7. Структурная формула**

Структурная формула этиленгликоля:

$$\ce{HO-CH2-CH2-OH}$$

или в виде схемы:

$$\ce{CH2(OH)-CH2(OH)}$$

**Шаг 8. Уравнение реакции окисления**

$$\ce{3C2H4 + 2KMnO4 + 4H2O ->[0°C] 3C2H6O2 + 2MnO2 + 2KOH}$$

![Рисунок](https://afb4a530-22b8-416e-b47b-cdbbbe63bf2f.selstorage.ru/files/prHm9zMAewUKSa5URYFramU20Q8EHhMZNBbDo67n.png)

![Рисунок](https://afb4a530-22b8-416e-b47b-cdbbbe63bf2f.selstorage.ru/files/D5t1qBDh9VtaM0PFUy45O7BPY6qr8mvMGh1qO7If.png)

Задание №33Расчётные задачиЕГЭ по химии