Question

При сгорании 4,7 г органического вещества получили 6,72 л (н.у.) углекислого газа и 2,7 г воды. Известно, что это вещество реагирует и с гидроксидом натрия, и с натрием. 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 данного вещества с гидроксидом натрия.

Accepted Answer

Answer

Идея решения: по продуктам сгорания найти элементный состав, определить простейшую формулу, а затем, используя информацию о реакциях с щелочью и натрием, установить молекулярную формулу и структуру вещества.

**Шаг 1. Расчёт количеств углерода и водорода**

Количество углекислого газа:
$$n(\ce{CO2}) = \frac{V(\ce{CO2})}{V_m} = \frac{6{,}72}{22{,}4} = 0{,}3 	ext{ моль}$$

Количество воды:
$$n(\ce{H2O}) = \frac{m(\ce{H2O})}{M(\ce{H2O})} = \frac{2{,}7}{18} = 0{,}15 	ext{ моль}$$

Количество атомов углерода и водорода:
$$n(\ce{C}) = n(\ce{CO2}) = 0{,}3 	ext{ моль}$$
$$n(\ce{H}) = 2 \cdot n(\ce{H2O}) = 2 \cdot 0{,}15 = 0{,}3 	ext{ моль}$$

**Шаг 2. Расчёт массы углерода, водорода и кислорода**

$$m(\ce{C}) = n(\ce{C}) \cdot M(\ce{C}) = 0{,}3 \cdot 12 = 3{,}6 	ext{ г}$$
$$m(\ce{H}) = n(\ce{H}) \cdot M(\ce{H}) = 0{,}3 \cdot 1 = 0{,}3 	ext{ г}$$
$$m(\ce{O}) = m_{	ext{вещества}} - m(\ce{C}) - m(\ce{H}) = 4{,}7 - 3{,}6 - 0{,}3 = 0{,}8 	ext{ г}$$

**Шаг 3. Расчёт количества кислорода**

$$n(\ce{O}) = \frac{m(\ce{O})}{M(\ce{O})} = \frac{0{,}8}{16} = 0{,}05 	ext{ моль}$$

**Шаг 4. Определение простейшей формулы**

Найдём мольное отношение элементов:
$$n(\ce{C}) : n(\ce{H}) : n(\ce{O}) = 0{,}3 : 0{,}3 : 0{,}05$$

Разделим на наименьшее значение (0,05):
$$6 : 6 : 1$$

Простейшая формула: $\ce{C6H6O}$

**Шаг 5. Определение молекулярной формулы**

Молярная масса простейшей формулы: $M = 6 \cdot 12 + 6 \cdot 1 + 16 = 94$ г/моль.

Поскольку вещество реагирует одновременно с гидроксидом натрия (кислотное свойство) и с натрием (наличие подвижного водорода), это указывает на фенол. Молекулярная формула совпадает с простейшей: $\ce{C6H6O}$

**Шаг 6. Структурная формула**

Структурная формула фенола — гидроксибензол:

$$\ce{C6H5-OH}$$

или в виде циклической структуры с гидроксильной группой, присоединённой к бензольному кольцу.

**Шаг 7. Уравнение реакции с гидроксидом натрия**

$$\ce{C6H5OH + NaOH -> C6H5ONa + H2O}$$

![Рисунок](https://afb4a530-22b8-416e-b47b-cdbbbe63bf2f.selstorage.ru/files/Pb0P6S4IpCvkq7mEvno3hXx9yZj6IAJ4dTXfZPUz.png)

![Рисунок](https://afb4a530-22b8-416e-b47b-cdbbbe63bf2f.selstorage.ru/files/SvI2f88FVJy4C9ZJkeuNUdPIqqHM6Goao4GS9Fv0.png)

Задание №33Расчётные задачиЕГЭ по химии