Неизвестное органическое соединение X массой 20,4 г сожгли в избытке кислорода, при этом образовалось 22,4 л (н. у.) углекислого газа и 18,0 г воды. Определите молекулярную формулу вещества X и установите его структуру, если известно, что оно имеет неразветвленный углеродный скелет и было получено при взаимодействии непредельного углеводорода с избытком холодного водного раствора перманганата калия. Напишите уравнение этой реакции.
💡 Пошаговый разбор и решение:
Вариант ответа.
1. Определена простейшая формула вещества X:
$\nu\rm ( CO_2 ) = 22,4 : 22,4 = 1,0 моль$
$\nu\rm ( C ) = \nu\rm ( CO_2 ) = 1,0 моль$
$\nu\rm ( H_2O ) = 18,0 : 18 = 1,0 моль$
$\nu\rm ( H ) = 2\nu\rm ( H_2O ) = 2,0 моль$
$\it m\rm ( O ) = 20,4 - \it m\rm ( C ) - \it m\rm ( H ) = 20,4 - 1,0 \cdot 12 - 2,0 \cdot 1 = 6,4 г$
$\nu\rm ( O ) = 6,4 : 16 = 0,4 моль$
$\nu\rm ( C ) : \nu\rm ( H ) : \nu\rm ( O ) = 1,0 : 2,0 : 0,4 = 5 : 10 : 2$
Простейшая формула — $\ChemFormC_5H_10O_2$
2. Поскольку вещество получено мягким окислением углеводорода, то оно представляет собой двухатомный спирт и формула вещества X совпадает с простейшей — $\ChemFormC_5H_10O_2$
В этой формуле на два атома $\ChemFormH$ меньше, чем в гомологическом ряду предельных двухатомных спиртов, но при этом кратных связей нет, так как вещество получено по реакции с избытком окислителя. Следовательно, это — циклический двухатомный спирт. Углеродный скелет, по условию, неразветвленный. Следовательно, в основе — пятичленный цикл, X — циклопентандиол-1,2:
$\ChemForm\put ( - 200, - 400 ) \fiveheterovi2==OH;3==OH$
3. Уравнение реакции образования вещества X:
$\ChemForm3\put ( - 200, - 400 ) \fiveheterovi [ b ] + 2KMnO_4 + 4H_2O \reactrarrow0pt1 cm 3\put ( - 200, - 400 ) \fiveheterovi2==OH;3==OH + 2MnO_2 + 2KOH$
1. Определена простейшая формула вещества X:
$\nu\rm ( CO_2 ) = 22,4 : 22,4 = 1,0 моль$
$\nu\rm ( C ) = \nu\rm ( CO_2 ) = 1,0 моль$
$\nu\rm ( H_2O ) = 18,0 : 18 = 1,0 моль$
$\nu\rm ( H ) = 2\nu\rm ( H_2O ) = 2,0 моль$
$\it m\rm ( O ) = 20,4 - \it m\rm ( C ) - \it m\rm ( H ) = 20,4 - 1,0 \cdot 12 - 2,0 \cdot 1 = 6,4 г$
$\nu\rm ( O ) = 6,4 : 16 = 0,4 моль$
$\nu\rm ( C ) : \nu\rm ( H ) : \nu\rm ( O ) = 1,0 : 2,0 : 0,4 = 5 : 10 : 2$
Простейшая формула — $\ChemFormC_5H_10O_2$
2. Поскольку вещество получено мягким окислением углеводорода, то оно представляет собой двухатомный спирт и формула вещества X совпадает с простейшей — $\ChemFormC_5H_10O_2$
В этой формуле на два атома $\ChemFormH$ меньше, чем в гомологическом ряду предельных двухатомных спиртов, но при этом кратных связей нет, так как вещество получено по реакции с избытком окислителя. Следовательно, это — циклический двухатомный спирт. Углеродный скелет, по условию, неразветвленный. Следовательно, в основе — пятичленный цикл, X — циклопентандиол-1,2:
$\ChemForm\put ( - 200, - 400 ) \fiveheterovi2==OH;3==OH$
3. Уравнение реакции образования вещества X:
$\ChemForm3\put ( - 200, - 400 ) \fiveheterovi [ b ] + 2KMnO_4 + 4H_2O \reactrarrow0pt1 cm 3\put ( - 200, - 400 ) \fiveheterovi2==OH;3==OH + 2MnO_2 + 2KOH$
📚 Похожие разобранные задания по предмету:
ID 120459 • Задание №15
Из предложенного перечня веществ выберите два вещества, с которыми реагируют и этаналь, и уксусная кислота.
1....
ID 125222 • Задание №31
Порошок магния нагрели в атмосфере азота. Полученное твердое вещество растворили в избытке соляной кислоты. К ...
Официальные критерии проверки ФИПИ:
Критерии проверки:
Критерии оценивания выполнения задания | Баллы
Ответ правильный и полный, содержит следующие элементы:
— правильно произведены вычисления, необходимые для установления молекулярной формулы вещества, и записана молекулярная формула вещества;
— записана структурная формула органического вещества, которая отражает порядок связи и взаимное расположение заместителей и функциональных групп в молекуле в соответствии с условием задания;
— с использованием структурной формулы органического вещества записано уравнение реакции, на которую дается указание в условии задания | 3
Правильно записаны два элемента ответа | 2
Правильно записан один элемент ответа | 1
Все элементы ответа записаны неверно | 0
Максимальный балл | 3
Критерии оценивания выполнения задания | Баллы
Ответ правильный и полный, содержит следующие элементы:
— правильно произведены вычисления, необходимые для установления молекулярной формулы вещества, и записана молекулярная формула вещества;
— записана структурная формула органического вещества, которая отражает порядок связи и взаимное расположение заместителей и функциональных групп в молекуле в соответствии с условием задания;
— с использованием структурной формулы органического вещества записано уравнение реакции, на которую дается указание в условии задания | 3
Правильно записаны два элемента ответа | 2
Правильно записан один элемент ответа | 1
Все элементы ответа записаны неверно | 0
Максимальный балл | 3
🔗 Другие задания линии №33 по предмету Химия:
ID 125873
Органическое вещество А содержит 11,97% азота, 9,40% водорода и 27,35% кислорода по массе и обр...
ID 125874
Органическое вещество А содержит 38,71% углерода и 51,61% кислорода по массе, остальное — водо...
ID 125875
Органическое вещество А содержит 57,83% углерода и 38,55% кислорода по массе, остальное — водо...
ID 125876
Двухосновная органическая кислота А представляет собой бесцветное твердое вещество, хорошо раст...
ID 125877
Двухосновная органическая кислота А представляет собой бесцветное твердое вещество, умеренно ра...