Question

При сгорании 42 г органического вещества получили 61,6 г углекислого газа и 25,2 г воды. Известно, что это вещество не взаимодействует с цинком, но реагирует с водным раствором гидроксида натрия. Напишите уравнение реакции данного вещества с водным раствором гидроксида натрия. 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, затем кислорода; установить простейшую формулу; на основе функциональных свойств (отсутствие реакции с цинком, взаимодействие с щелочью) определить структуру как сложного эфира.

**Вычисление количеств элементов:**

Количество углекислого газа и воды:

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

$$n(\ce{H2O}) = \frac{25{,}2}{18} = 1{,}4 	ext{ моль}$$

Количество атомов углерода и водорода:

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

$$n(\ce{H}) = 2 \cdot n(\ce{H2O}) = 2 \cdot 1{,}4 = 2{,}8 	ext{ моль}$$

Массы углерода и водорода:

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

$$m(\ce{H}) = 2{,}8 \cdot 1 = 2{,}8 	ext{ г}$$

Масса и количество кислорода:

$$m(\ce{O}) = 42 - 16{,}8 - 2{,}8 = 22{,}4 	ext{ г}$$

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

**Определение простейшей формулы:**

Соотношение молей элементов:

$$n(\ce{C}) : n(\ce{H}) : n(\ce{O}) = 1{,}4 : 2{,}8 : 1{,}4$$

Разделив на наименьшее (1,4):

$$1 : 2 : 1$$

Умножив на 2 для целых коэффициентов:

$$2 : 4 : 2$$

Простейшая формула: $\ce{C2H4O2}$

**Определение молекулярной формулы:**

Молярная масса простейшей формулы: $M = 2 \cdot 12 + 4 \cdot 1 + 2 \cdot 16 = 60$ г/моль.

Так как вещество не взаимодействует с цинком (нет карбоксильной группы), но реагирует с гидроксидом натрия (содержит эфирную группу), это сложный эфир. Молекулярная формула совпадает с простейшей: $\ce{C2H4O2}$.

**Структурная формула:**

Вещество — метилформиат (муравьиный эфир метила):

$$\ce{H-C(=O)-O-CH3}$$

**Уравнение реакции с гидроксидом натрия:**

$$\ce{H-C(=O)-O-CH3 + NaOH ->[t] H-C(=O)-ONa + CH3OH}$$

или в развёрнутом виде:

$$\ce{HCOOCH3 + NaOH ->[t] HCOONa + CH3OH}$$

![Рисунок](https://afb4a530-22b8-416e-b47b-cdbbbe63bf2f.selstorage.ru/files/TsbE6fqWfKrft1LOghJEUvFLddQaN7klhfhfCUWn.png)

![Рисунок](https://afb4a530-22b8-416e-b47b-cdbbbe63bf2f.selstorage.ru/files/0uELaOkMRULgQ1crWINuBAhJ0s3MNTLqJJcSvUJ9.png)

Задание №33Расчётные задачиЕГЭ по химии