Question

При сгорании 3,18 г органического вещества получили 9,24 г углекислого газа и 1,62 г воды. Известно, что это вещество реагирует с гидроксидом меди(II). Напишите уравнение реакции этого вещества с гидроксидом меди(II). На основании данных условия: 1) проведите необходимые вычисления (указывайте единицы измерения) 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, водорода и кислорода, определить простейшую формулу, а затем, используя информацию о реакции с гидроксидом меди(II), установить структуру вещества.

**Шаг 1. Вычисление количества вещества продуктов сгорания**

$$n(\ce{CO2}) = \frac{m(\ce{CO2})}{M(\ce{CO2})} = \frac{9{,}24}{44} = 0{,}21 	ext{ моль}$$

$$n(\ce{H2O}) = \frac{m(\ce{H2O})}{M(\ce{H2O})} = \frac{1{,}62}{18} = 0{,}09 	ext{ моль}$$

**Шаг 2. Определение количества атомов углерода и водорода**

$$n(\ce{C}) = n(\ce{CO2}) = 0{,}21 	ext{ моль}$$

$$n(\ce{H}) = 2 \cdot n(\ce{H2O}) = 2 \cdot 0{,}09 = 0{,}18 	ext{ моль}$$

**Шаг 3. Вычисление массы углерода и водорода**

$$m(\ce{C}) = n(\ce{C}) \cdot M(\ce{C}) = 0{,}21 \cdot 12 = 2{,}52 	ext{ г}$$

$$m(\ce{H}) = n(\ce{H}) \cdot M(\ce{H}) = 0{,}18 \cdot 1 = 0{,}18 	ext{ г}$$

**Шаг 4. Определение массы и количества кислорода**

$$m(\ce{O}) = m_{	ext{вещества}} - m(\ce{C}) - m(\ce{H}) = 3{,}18 - 2{,}52 - 0{,}18 = 0{,}48 	ext{ г}$$

$$n(\ce{O}) = \frac{m(\ce{O})}{M(\ce{O})} = \frac{0{,}48}{16} = 0{,}03 	ext{ моль}$$

**Шаг 5. Нахождение простейшей формулы**

Соотношение количеств элементов:

$$n(\ce{C}) : n(\ce{H}) : n(\ce{O}) = 0{,}21 : 0{,}18 : 0{,}03$$

Разделим на наименьшее значение (0,03):

$$7 : 6 : 1$$

Простейшая формула: $\ce{C7H6O}$

**Шаг 6. Определение молекулярной формулы**

Молярная масса простейшей формулы: $M = 7 \cdot 12 + 6 \cdot 1 + 1 \cdot 16 = 106$ г/моль.

Поскольку масса исходного вещества составляет 3,18 г, а молярная масса простейшей формулы равна 106 г/моль, коэффициент $k = 1$. Молекулярная формула совпадает с простейшей: $\ce{C7H6O}$.

**Шаг 7. Определение структуры**

Вещество реагирует с гидроксидом меди(II), что указывает на наличие альдегидной группы. Соотношение атомов углерода и водорода близко к 1:1, что характерно для ароматического соединения. Структура соответствует **бензальдегиду** — бензолу с альдегидной группой в орто-положении.

Структурная формула: $\ce{C6H5CHO}$ (бензальдегид)

**Шаг 8. Уравнение реакции с гидроксидом меди(II)**

$$\ce{C6H5CHO + 2Cu(OH)2 ->[t^{\circ}] C6H5COOH + Cu2O + 2H2O}$$

Альдегидная группа окисляется до карбоксильной группы, гидроксид меди(II) восстанавливается до оксида меди(I).

![Рисунок](https://afb4a530-22b8-416e-b47b-cdbbbe63bf2f.selstorage.ru/files/biVxYJRdpYavOeYb3DHugUwQzkPnRvmbTZvpTev8.png)

![Рисунок](https://afb4a530-22b8-416e-b47b-cdbbbe63bf2f.selstorage.ru/files/Ae6OisIj3HhKa47gcbSzSgyzjuapMqyYeqiPjteO.png)

Задание №33Расчётные задачиЕГЭ по химии