Question

При сгорании 12 г газообразного органического вещества получили 17,6 г углекислого газа и 7,2 г воды. Известно, что это вещество способно вступать в реакцию восстановления с водородом. 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 водородом.

Accepted Answer

Answer

Идея решения: по продуктам сгорания найти количество углерода и водорода, затем кислорода; установить простейшую формулу и, учитывая способность к восстановлению, определить молекулярную и структурную формулы.

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

$$n(\ce{CO2}) = \frac{m(\ce{CO2})}{M(\ce{CO2})} = \frac{17{,}6}{44} = 0{,}4 	ext{ моль}$$

$$n(\ce{H2O}) = \frac{m(\ce{H2O})}{M(\ce{H2O})} = \frac{7{,}2}{18} = 0{,}4 	ext{ моль}$$

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

$$n(\ce{C}) = n(\ce{CO2}) = 0{,}4 	ext{ моль}$$

$$n(\ce{H}) = 2 \cdot n(\ce{H2O}) = 2 \cdot 0{,}4 = 0{,}8 	ext{ моль}$$

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

$$m(\ce{C}) = n(\ce{C}) \cdot M(\ce{C}) = 0{,}4 \cdot 12 = 4{,}8 	ext{ г}$$

$$m(\ce{H}) = n(\ce{H}) \cdot M(\ce{H}) = 0{,}8 \cdot 1 = 0{,}8 	ext{ г}$$

**Шаг 4. Определение количества кислорода.**

$$m(\ce{O}) = m_{	ext{вещества}} - m(\ce{C}) - m(\ce{H}) = 12 - 4{,}8 - 0{,}8 = 6{,}4 	ext{ г}$$

$$n(\ce{O}) = \frac{m(\ce{O})}{M(\ce{O})} = \frac{6{,}4}{16} = 0{,}4 	ext{ моль}$$

**Шаг 5. Нахождение простейшей формулы.**

Соотношение молей элементов:

$$n(\ce{C}) : n(\ce{H}) : n(\ce{O}) = 0{,}4 : 0{,}8 : 0{,}4 = 1 : 2 : 1$$

Простейшая формула: $\ce{CH2O}$

**Шаг 6. Определение молекулярной формулы.**

Молярная масса простейшей формулы: $M(\ce{CH2O}) = 12 + 2 + 16 = 30$ г/моль.

Поскольку исходное вещество газообразное с массой 12 г и молярная масса совпадает с простейшей формулой (вещество способно к восстановлению, что указывает на карбонильное соединение), молекулярная формула: $\ce{CH2O}$

**Шаг 7. Структурная формула.**

Вещество вступает в реакцию восстановления с водородом, следовательно, содержит карбонильную группу. Это формальдегид:

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

или $\ce{HCHO}$

**Шаг 8. Уравнение реакции восстановления.**

$$\ce{HCHO + H2 ->[Ni, t°] CH3OH}$$

![Рисунок](https://afb4a530-22b8-416e-b47b-cdbbbe63bf2f.selstorage.ru/files/XFNt5odTJMKqAS8TLLcYduEf5JkT2SINzfFZg0Vw.png)

![Рисунок](https://afb4a530-22b8-416e-b47b-cdbbbe63bf2f.selstorage.ru/files/KvmbbZchBU1FifWdsO8xTAF5hsJHzSBWK4FL7kw9.png)

Задание №33Расчётные задачиЕГЭ по химии