Question

При сгорании 48 г органического вещества получили 105,6 г углекислого газа и 57,6 мл воды. Известно, что это вещество преимущественно образуется при гидратации соответствующего непредельного углеводорода. 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 гидратацией соответствующего непредельного углеводорода.

Accepted Answer

Answer

Идея решения: по продуктам сгорания найти количество углерода и водорода, затем кислорода; установить простейшую формулу и, учитывая условие о гидратации, определить структуру спирта.

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

Количество углекислого газа:
$$n(\ce{CO2}) = \frac{m(\ce{CO2})}{M(\ce{CO2})} = \frac{105{,}6}{44} = 2{,}4 	ext{ моль}$$

Масса воды (плотность воды 1 г/мл):
$$m(\ce{H2O}) = V(\ce{H2O}) \cdot ho(\ce{H2O}) = 57{,}6 \cdot 1 = 57{,}6 	ext{ г}$$

Количество воды:
$$n(\ce{H2O}) = \frac{m(\ce{H2O})}{M(\ce{H2O})} = \frac{57{,}6}{18} = 3{,}2 	ext{ моль}$$

Количество углерода (из $\ce{CO2}$):
$$n(\ce{C}) = n(\ce{CO2}) = 2{,}4 	ext{ моль}$$

Количество водорода (из $\ce{H2O}$):
$$n(\ce{H}) = 2 \cdot n(\ce{H2O}) = 2 \cdot 3{,}2 = 6{,}4 	ext{ моль}$$

Масса углерода:
$$m(\ce{C}) = n(\ce{C}) \cdot M(\ce{C}) = 2{,}4 \cdot 12 = 28{,}8 	ext{ г}$$

Масса водорода:
$$m(\ce{H}) = n(\ce{H}) \cdot M(\ce{H}) = 6{,}4 \cdot 1 = 6{,}4 	ext{ г}$$

**Шаг 2. Расчёт количества кислорода.**

$$m(\ce{O}) = m_{	ext{вещества}} - m(\ce{C}) - m(\ce{H}) = 48 - 28{,}8 - 6{,}4 = 12{,}8 	ext{ г}$$

$$n(\ce{O}) = \frac{m(\ce{O})}{M(\ce{O})} = \frac{12{,}8}{16} = 0{,}8 	ext{ моль}$$

**Шаг 3. Определение простейшей формулы.**

Мольное соотношение:
$$n(\ce{C}) : n(\ce{H}) : n(\ce{O}) = 2{,}4 : 6{,}4 : 0{,}8$$

Разделим на наименьшее (0,8):
$$2{,}4 : 6{,}4 : 0{,}8 = 3 : 8 : 1$$

Простейшая формула: $\ce{C3H8O}$

**Шаг 4. Определение молекулярной формулы.**

Молярная масса простейшей формулы:
$$M(\ce{C3H8O}) = 3 \cdot 12 + 8 \cdot 1 + 1 \cdot 16 = 60 	ext{ г/моль}$$

Так как вещество образуется при гидратации непредельного углеводорода, оно является спиртом или карбонильным соединением. Простейшая формула $\ce{C3H8O}$ соответствует общей формуле одноатомных спиртов $\ce{CnH2n+2O}$ (при $n = 3$). Молекулярная формула совпадает с простейшей:

$$\ce{C3H8O}$$

**Шаг 5. Структурная формула.**

Учитывая, что вещество образуется гидратацией пропена, это пропанол-2 (вторичный спирт):

$$\ce{CH3-CH(OH)-CH3}$$

**Шаг 6. Уравнение реакции гидратации.**

$$\ce{CH3-CH=CH2 + H2O ->[H3PO4] CH3-CH(OH)-CH3}$$

![Рисунок](https://afb4a530-22b8-416e-b47b-cdbbbe63bf2f.selstorage.ru/files/Y9gdfm3bcelR5tAt162xBdhtPcaqJmbiiSvaKt62.png)

![Рисунок](https://afb4a530-22b8-416e-b47b-cdbbbe63bf2f.selstorage.ru/files/CWz4kRvP6nMOlVEHYf9D52GZAW2ujbOsoJESk9Ck.png)

Задание №33Расчётные задачиЕГЭ по химии