Question

При сгорании 4,4 г органического вещества получили 8,8 г углекислого газа и 3,6 г воды. Известно, что это вещество содержит третичный атом углерода и его взаимодействие с гидроксидом меди(II) протекает без изменения степени окисления меди. Напишите уравнение реакции этого вещества с гидроксидом меди(II).

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 молярное соотношение элементов, определить простейшую формулу, затем с учётом наличия третичного углерода и реакции с гидроксидом меди(II) установить молекулярную формулу и структуру карбоновой кислоты.

**Шаг 1. Вычисление количеств вещества продуктов сгорания:**

$$n(\ce{CO2}) = \frac{m(\ce{CO2})}{M(\ce{CO2})} = \frac{8{,}8}{44} = 0{,}2 	ext{ моль}$$

$$n(\ce{H2O}) = \frac{m(\ce{H2O})}{M(\ce{H2O})} = \frac{3{,}6}{18} = 0{,}2 	ext{ моль}$$

**Шаг 2. Определение количеств углерода и водорода:**

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

$$n(\ce{H}) = 2n(\ce{H2O}) = 2 \cdot 0{,}2 = 0{,}4 	ext{ моль}$$

**Шаг 3. Вычисление масс углерода и водорода:**

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

$$m(\ce{H}) = n(\ce{H}) \cdot M(\ce{H}) = 0{,}4 \cdot 1 = 0{,}4 	ext{ г}$$

**Шаг 4. Определение кислорода:**

$$m(\ce{O}) = m_{	ext{вещества}} - m(\ce{C}) - m(\ce{H}) = 4{,}4 - 2{,}4 - 0{,}4 = 1{,}6 	ext{ г}$$

$$n(\ce{O}) = \frac{m(\ce{O})}{M(\ce{O})} = \frac{1{,}6}{16} = 0{,}1 	ext{ моль}$$

**Шаг 5. Нахождение молярного соотношения:**

$$n(\ce{C}) : n(\ce{H}) : n(\ce{O}) = 0{,}2 : 0{,}4 : 0{,}1 = 2 : 4 : 1$$

Простейшая формула: $\ce{C2H4O}$

**Шаг 6. Определение молекулярной формулы:**

По условию вещество содержит третичный атом углерода и реагирует с гидроксидом меди(II) без изменения степени окисления меди. Это указывает на карбоновую кислоту (реакция образует медную соль без восстановления $\ce{Cu^2+}$).

Удвоив простейшую формулу, получаем: $\ce{C4H8O2}$

Молекулярная формула: **$\ce{C4H8O2}$**

**Шаг 7. Структурная формула:**

С учётом наличия третичного углерода структура соответствует 2-метилпропановой кислоте:

$$\ce{(CH3)2CH-COOH}$$

или в развёрнутом виде:

$$\ce{CH3-CH(CH3)-COOH}$$

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

$$\ce{2(CH3)2CH-COOH + Cu(OH)2 -> ((CH3)2CH-COO)2Cu + 2H2O}$$

![Рисунок](https://afb4a530-22b8-416e-b47b-cdbbbe63bf2f.selstorage.ru/files/pJhrz82P4RlB8cVfr9hETzUl2S0Xpv3UFh77IllE.png)

![Рисунок](https://afb4a530-22b8-416e-b47b-cdbbbe63bf2f.selstorage.ru/files/lbQ4hOU9RbxIsm9hm9GvB8NGrxRKhmBxiM46rfpg.png)

Задание №33Расчётные задачиЕГЭ по химии