Question

При сгорании 1,52 г органического вещества А образуется 1,568 л (н.у.) углекислого газа, 1,06 г карбоната натрия и 0,9 г воды. Известно, что вещество А реагирует с 2-метил-2-хлорпропаном с образованием алкина.

1) Проведите необходимые вычисления (указывайте единицы измерения искомых физических величин) и установите молекулярную формулу вещества А.

2) Составьте структурную формулу вещества А, которая однозначно отражает порядок связи атомов в его молекуле.

3) Напишите уравнение реакции взаимодействия вещества А с 2-метил-2-хлорпропаном (используйте структурные формулы органических веществ).

Accepted Answer

Answer

Идея решения: вещество содержит натрий (из образовавшегося карбоната), поэтому необходимо учесть его при расчёте элементного состава; по типу реакции с галогеналканом вещество является ацетиленидом натрия.

**Шаг 1. Определение количества натрия.**

$$n(\ce{Na2CO3}) = \frac{m(\ce{Na2CO3})}{M(\ce{Na2CO3})} = \frac{1{,}06}{106} = 0{,}01 	ext{ моль}$$

$$n(\ce{Na}) = 2 \cdot n(\ce{Na2CO3}) = 2 \cdot 0{,}01 = 0{,}02 	ext{ моль}$$

$$m(\ce{Na}) = n(\ce{Na}) \cdot M(\ce{Na}) = 0{,}02 \cdot 23 = 0{,}46 	ext{ г}$$

**Шаг 2. Определение количества углерода.**

$$n(\ce{CO2}) = \frac{V(\ce{CO2})}{V_m} = \frac{1{,}568}{22{,}4} = 0{,}07 	ext{ моль}$$

Углерод поступает из двух источников: из $\ce{CO2}$ и из $\ce{Na2CO3}$.

$$n(\ce{C}) = n(\ce{CO2}) + n(\ce{Na2CO3}) = 0{,}07 + 0{,}01 = 0{,}08 	ext{ моль}$$

$$m(\ce{C}) = n(\ce{C}) \cdot M(\ce{C}) = 0{,}08 \cdot 12 = 0{,}96 	ext{ г}$$

**Шаг 3. Определение количества водорода.**

$$n(\ce{H2O}) = \frac{m(\ce{H2O})}{M(\ce{H2O})} = \frac{0{,}9}{18} = 0{,}05 	ext{ моль}$$

$$n(\ce{H}) = 2 \cdot n(\ce{H2O}) = 2 \cdot 0{,}05 = 0{,}1 	ext{ моль}$$

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

**Шаг 4. Определение количества кислорода.**

$$m(\ce{O}) = m_{	ext{вещества}} - m(\ce{C}) - m(\ce{H}) - m(\ce{Na}) = 1{,}52 - 0{,}96 - 0{,}1 - 0{,}46 = 0 	ext{ г}$$

Кислород в составе вещества отсутствует.

**Шаг 5. Нахождение простейшей формулы.**

Соотношение молей элементов:

$$n(\ce{C}) : n(\ce{H}) : n(\ce{Na}) = 0{,}08 : 0{,}1 : 0{,}02$$

Разделим на наименьшее значение (0,02):

$$4 : 5 : 1$$

Простейшая формула: $\ce{C4H5Na}$

**Шаг 6. Определение молекулярной формулы.**

По условию вещество реагирует с 2-метил-2-хлорпропаном с образованием алкина. Это характерно для ацетиленидов натрия, содержащих тройную связь $\ce{C#C}$. Формула $\ce{C4H5Na}$ соответствует ацетилениду натрия с молекулярной массой $M = 4 \cdot 12 + 5 \cdot 1 + 23 = 80$ г/моль, что совпадает с простейшей формулой.

Молекулярная формула: $\ce{C4H5Na}$

**Шаг 7. Структурная формула.**

Вещество — натриевое производное бутина-1. Структурная формула:

$$\ce{H3C-CH2-C#C-Na}$$

**Шаг 8. Уравнение реакции.**

$$\ce{H3C-CH2-C#C-Na + (CH3)3C-Cl -> H3C-CH2-C#C-C(CH3)3 + NaCl}$$

![Рисунок](https://afb4a530-22b8-416e-b47b-cdbbbe63bf2f.selstorage.ru/files/vuRjBaJzWUFHudL9T9vZCsP257WlC2EXJufZvCsk.png)

![Рисунок](https://afb4a530-22b8-416e-b47b-cdbbbe63bf2f.selstorage.ru/files/HjVfTYSoeW7bfxOJ6Vy2m3PblyS6zbCmsSGPUj96.png)

Задание №33Расчётные задачиЕГЭ по химии