Question

При сгорании органического вещества А массой 2,65 г получили 4,48 л углекислого газа (н.у.) и 2,25 г воды. Известно, что при окислении вещества А сернокислым раствором перманганата калия образуется одноосновная кислота и выделяется углекислый газ. Напишите уравнение окисления вещества А раствором перманганата калия в присутствии серной кислоты. 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.

Accepted Answer

Answer

Идея решения: по продуктам сгорания найти количество углерода и водорода, установить молекулярную формулу, а затем на основе данных об окислении определить структуру вещества.

**Вычисление количеств элементов:**

Количество углекислого газа:
$$n(\ce{CO2}) = \frac{V(\ce{CO2})}{V_m} = \frac{4{,}48}{22{,}4} = 0{,}2 	ext{ моль}$$

Количество воды:
$$n(\ce{H2O}) = \frac{m(\ce{H2O})}{M(\ce{H2O})} = \frac{2{,}25}{18} = 0{,}125 	ext{ моль}$$

Количество углерода:
$$n(	ext{C}) = n(\ce{CO2}) = 0{,}2 	ext{ моль}$$

Количество водорода:
$$n(	ext{H}) = 2n(\ce{H2O}) = 2 \cdot 0{,}125 = 0{,}25 	ext{ моль}$$

Масса углерода:
$$m(	ext{C}) = n(	ext{C}) \cdot M(	ext{C}) = 0{,}2 \cdot 12 = 2{,}4 	ext{ г}$$

Масса водорода:
$$m(	ext{H}) = n(	ext{H}) \cdot M(	ext{H}) = 0{,}25 \cdot 1 = 0{,}25 	ext{ г}$$

Масса кислорода:
$$m(	ext{O}) = m_{	ext{вещества}} - m(	ext{C}) - m(	ext{H}) = 2{,}65 - 2{,}4 - 0{,}25 = 0 	ext{ г}$$

Вещество А не содержит кислород.

**Определение молярного соотношения:**

$$n(	ext{C}) : n(	ext{H}) = 0{,}2 : 0{,}25 = 4 : 5$$

Простейшая формула: $\ce{C4H5}$

**Установление молекулярной формулы:**

Соотношение атомов углерода и водорода близко к 1 : 1, что указывает на наличие бензольного кольца. По условию при окислении образуется одноосновная кислота и выделяется углекислый газ, следовательно, вещество А — гомолог бензола с одним алкильным заместителем. Удвоив простейшую формулу, получаем молекулярную формулу:

$$\ce{C8H10}$$

Это соответствует этилбензолу.

**Структурная формула:**

$$\ce{C6H5-CH2-CH3}$$

**Уравнение окисления:**

$$\ce{5 C6H5-CH2-CH3 + 12 KMnO4 + 18 H2SO4 ->[t°] 5 C6H5-COOH + 5 CO2 + 12 MnSO4 + 6 K2SO4 + 28 H2O}$$

![Рисунок](https://afb4a530-22b8-416e-b47b-cdbbbe63bf2f.selstorage.ru/files/A6iJFg7RBBVsJapiiXTaAcp8Vgh2NcdOQd3eCJsE.png)

![Рисунок](https://afb4a530-22b8-416e-b47b-cdbbbe63bf2f.selstorage.ru/files/WewF3GxspKgXeYfYuWg2HPMk13CRc5JfouyuofsO.png)

Задание №33Расчётные задачиЕГЭ по химии