Question

При сгорании 36,6 г органического вещества получили 47,04 л углекислого газа (н.у.) и 16,2 г воды. Известно, что это вещество может взаимодействовать как с кальцием, так и с оксидом кальция. 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 оксидом кальция.

Accepted Answer

Answer

Идея решения: по продуктам сгорания найти количество углерода и водорода, затем кислорода; установить простейшую формулу и молекулярную формулу; по способности реагировать с кальцием и его оксидом определить, что вещество — карбоновая кислота с бензольным кольцом.

**Вычисление количеств элементов:**

Количество углекислого газа:
$$n(\ce{CO2}) = \frac{V(\ce{CO2})}{V_m} = \frac{47{,}04}{22{,}4} = 2{,}1 	ext{ моль}$$

Количество воды:
$$n(\ce{H2O}) = \frac{m(\ce{H2O})}{M(\ce{H2O})} = \frac{16{,}2}{18} = 0{,}9 	ext{ моль}$$

Количество углерода и водорода:
$$n(	ext{C}) = n(\ce{CO2}) = 2{,}1 	ext{ моль}$$
$$n(	ext{H}) = 2n(\ce{H2O}) = 2 \cdot 0{,}9 = 1{,}8 	ext{ моль}$$

Массы углерода и водорода:
$$m(	ext{C}) = 2{,}1 \cdot 12 = 25{,}2 	ext{ г}$$
$$m(	ext{H}) = 1{,}8 \cdot 1 = 1{,}8 	ext{ г}$$

Масса кислорода:
$$m(	ext{O}) = 36{,}6 - 25{,}2 - 1{,}8 = 9{,}6 	ext{ г}$$

Количество кислорода:
$$n(	ext{O}) = \frac{9{,}6}{16} = 0{,}6 	ext{ моль}$$

**Определение простейшей формулы:**

Соотношение количеств элементов:
$$n(	ext{C}) : n(	ext{H}) : n(	ext{O}) = 2{,}1 : 1{,}8 : 0{,}6$$

Разделим на наименьшее (0,6):
$$3{,}5 : 3 : 1$$

Умножим на 2:
$$7 : 6 : 2$$

Простейшая формула: $\ce{C7H6O2}$

**Определение молекулярной формулы:**

По условию вещество реагирует с кальцием и оксидом кальция, что указывает на наличие карбоксильной группы. Соотношение углерода и водорода близко к 1:1, что характерно для ароматического соединения. Вещество — бензойная кислота.

Молекулярная формула: $\ce{C7H6O2}$

**Структурная формула:**

Бензойная кислота имеет структуру: бензольное кольцо с присоединённой карбоксильной группой $\ce{-COOH}$.

**Уравнение реакции с оксидом кальция:**

$$\ce{2 C6H5COOH + CaO -> (C6H5COO)2Ca + H2O}$$

![Рисунок](https://afb4a530-22b8-416e-b47b-cdbbbe63bf2f.selstorage.ru/files/8wqdzqU7U1bNddwJ8iNF0SvDZLfztMPxuxrC9Zor.png)

![Рисунок](https://afb4a530-22b8-416e-b47b-cdbbbe63bf2f.selstorage.ru/files/g5b2s0rjOgInXJSDAtm6l4MSLJRoaVclYQZsU12c.png)

Задание №33Расчётные задачиЕГЭ по химии