Question

При сжигании 4,32 г вещества А образовалось 5,04 л (н.у.) углекислого газа, 2,43 г воды и 1,59 г карбоната натрия. Известно, что вещество А можно получить при взаимодействии гидроксида натрия с веществом Б, у которого три заместителя находятся у нечётных атомов углерода. На основании данных условия задачи:

1) проведите необходимые вычисления (указывайте единицы измерения искомых физических величин) и установите молекулярную формулу исходного органического вещества;

2) составьте возможную структурную формулу вещества А, которая однозначно отражает порядок связи атомов в его молекуле;

3) напишите уравнение реакции получения вещества А из вещества Б (используйте структурные формулы органических веществ).

Accepted Answer

Answer

Идея решения: определить молекулярную формулу вещества А по продуктам сгорания и содержанию натрия, затем установить структуру на основе условия о веществе Б и написать уравнение реакции.

**Вычисление количеств веществ:**

$$n(\ce{CO2}) = \frac{5{,}04}{22{,}4} = 0{,}225 	ext{ моль}$$

$$n(\ce{H2O}) = \frac{2{,}43}{18} = 0{,}135 	ext{ моль}$$

$$n(\ce{Na2CO3}) = \frac{1{,}59}{106} = 0{,}015 	ext{ моль}$$

**Определение количеств элементов:**

Углерод поступает из $\ce{CO2}$ и $\ce{Na2CO3}$:
$$n(\ce{C}) = 0{,}225 + 0{,}015 = 0{,}24 	ext{ моль}$$

Водород из воды:
$$n(\ce{H}) = 2 	imes 0{,}135 = 0{,}27 	ext{ моль}$$

Натрий из карбоната:
$$n(\ce{Na}) = 2 	imes 0{,}015 = 0{,}03 	ext{ моль}$$

**Расчёт масс элементов:**

$$m(\ce{C}) = 0{,}24 	imes 12 = 2{,}88 	ext{ г}$$

$$m(\ce{H}) = 0{,}27 	imes 1 = 0{,}27 	ext{ г}$$

$$m(\ce{Na}) = 0{,}03 	imes 23 = 0{,}69 	ext{ г}$$

Масса кислорода:
$$m(\ce{O}) = 4{,}32 - 2{,}88 - 0{,}27 - 0{,}69 = 0{,}48 	ext{ г}$$

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

**Нахождение простейшей формулы:**

Соотношение молей:
$$n(\ce{C}) : n(\ce{H}) : n(\ce{Na}) : n(\ce{O}) = 0{,}24 : 0{,}27 : 0{,}03 : 0{,}03$$

Делим на наименьшее (0,03):
$$8 : 9 : 1 : 1$$

Молекулярная формула вещества А: $\ce{C8H9ONa}$

**Определение структуры:**

По условию вещество Б реагирует с гидроксидом натрия и имеет три заместителя при нечётных атомах углерода бензольного кольца. Это означает, что Б — триметилфенол (2,4,6-триметилфенол). Вещество А — натриевая соль этого фенола.

Структурная формула вещества А:

![Рисунок](https://afb4a530-22b8-416e-b47b-cdbbbe63bf2f.selstorage.ru/files/VXPvX7DwayD8TjUt2REwyvdziUJjWZZlZAEi7Jck.png)

**Уравнение реакции:**

$$\ce{HO-C6H2(CH3)3 + NaOH -> NaO-C6H2(CH3)3 + H2O}$$

или в развёрнутом виде:

![Рисунок](https://afb4a530-22b8-416e-b47b-cdbbbe63bf2f.selstorage.ru/files/fkjTFcqhQ7x6woouyHzD40t2t2rh1jlP5nObJFDH.png)

Задание №33Расчётные задачиЕГЭ по химии