Question

При сжигании 3,7 г монофункционального органического вещества было получено 2,7 г воды и 3,36 л (н.у.) диоксида углерода. Какое это вещество, если при взаимодействии его с натрием выделяется водород, а водный раствор продукта реакции окрашивает лакмус в синий цвет? Составить уравнение реакции взаимодействия с натрием.

Answer 1

Дано:

m(в-ва) = 3,7 гр

m(H₂O) = 2,7 гр

V(CO₂) = 3,36 л

-----------------------------

Найти:

$C_{x}H_{y}O_{z}$ - ?

Решение:

1) Для начала мы запишем уравнение реакций про горение неизвестного вещества, которое образуется в диоксида углерода и воды:

$C_{x}H_{y}O_{z} + O_{2} \rightarrow CO_{2}+H_{2}O$

2) Для найдем количества веществ у диоксида углерода, и воды, а потом у углерода и водорода:

M(H₂O) = 1×2 + 16 = 2 + 16 = 18 гр/моль

Vm = 22,4 л/моль

n(H₂O) = m(H₂O)/M(H₂O) = 2,7 гр / 18 гр/моль = 0,15 моль ⇒ n(H) = 2n(H₂O) = 2×0,15 моль = 0,3 моль

n(CO₂) = V(CO₂)/Vm = 3,36 л / 22,4 л/моль = 0,15 моль ⇒ n(C) = n(CO₂) = 0,15 моль

3) Теперь находим массу кислорода, а потом количества вещества кислорода:

M(C) = 12 гр/моль         M(H) = 1 гр/моль       M(O) = 16 гр/моль

m(C) = n(C)×M(C) = 0,15 моль × 12 гр/моль = 1,8 гр

m(H) = n(H)×M(H) = 0,3 моль × 1 гр/моль = 0,3 гр

m(O) = m(в-ва) - (m(C) + m(H)) = 3,7 гр - (1,8 гр + 0,3 гр) = 3,7 гр - 2,1 гр = 1,6 гр

n(O) = m(O)/M(O) = 1,6 гр / 16 гр/моль = 0,1 моль

4) Теперь находим соотношение углерода, водорода и кислорода, следовательно при полученном уравнений мы получим общую формулу неизвестного вещества:

x : y : z = n(C) : n(H) : n(O) = 0,15 моль : 0,3 моль : 0,1 моль = 1,5 : 3 : 1 = 3 : 6 : 2 ⇒ C₃H₆O₂ - общая формула неизвестного вещества

5) Теперь запишем его структурную формулу, мы получили общую формулу этого неизвестно вещества, из этой формулы имеется два кислорода, а два кислорода имеются у Карбоновых кислот и у Сложных эфиров, но еще известно в условий задачи что этот вещество взаимодействует с натрием, Карбоновые кислоты взаимодействуют с натрия, а Сложные эфиры не могут, значит это неизвестное вещество принадлежит к Карбоновые кислоты, следовательно его структурная формула будет выглядеть вот так:

C₂H₅-COOH - Структурная формула неизвестного вещества

Его название "Пропановая кислота", следовательно:

C₂H₅-COOH - Пропановая кислота

6) Теперь запишем его уравнение реакций взаимодействия с натрием:

2C₂H₅-COOH + 2Na → 2C₂H₅-COONa + H₂↑

Пропановая                 Пропионовая

кислота                             кислота

Ответ: C₃H₆O₂ (C₂H₅-COOH) - Пропановая кислота

Решено от : $DK954$

Answer 2

Для определения монофункционального органического вещества и составления уравнения реакции взаимодействия с натрием, давайте анализировать данную информацию.

1. При сжигании 3,7 г органического вещества получено 2,7 г воды (H2O) и 3,36 л (нормальных условиях) диоксида углерода (CO2).

Уравнение реакции сгорания органического вещества:

CnHm + (n + m/4)O2 -> nCO2 + m/2H2O

Здесь n и m - целые числа, представляющие соответственно количество атомов углерода и водорода в органическом веществе.

Из данных известно, что:

• Масса воды (H2O) = 2,7 г.
• Масса CO2 = 3,36 л (н.у.). Мы можем преобразовать это в массу, используя стандартный объем CO2 при н.у. (22,4 л/моль) и молярную массу CO2 (44 г/моль).

Молярная масса H2O = 18 г/моль Молярная масса CO2 = 44 г/моль

Таким образом, масса CO2 = (3,36 л / 22,4 л/моль) * 44 г/моль = 5,3 г

2. При взаимодействии данного вещества с натрием выделяется водород (H2).

Реакция с натрием:

2X + 2Na -> 2NaX + H2

3. Водный раствор продукта реакции окрашивает лакмус в синий цвет, что указывает на образование щелочи. Поэтому вещество X является основанием.

Теперь давайте определим молекулярную формулу для X.

Масса углерода в CO2 = 2 * 12 = 24 г Масса водорода в H2O = 2 * 1 = 2 г

Исходя из данных о массах воды и CO2, можно определить мольное отношение углерода и водорода:

n(C) в X / n(H) в X = (масса CO2 - масса углерода) / (масса H2O - масса водорода) = (5,3 г - 24 г) / (2,7 г - 2 г) = -18,7 г / 0,7 г = -26,71

Это мольное отношение показывает, что вещество X содержит больше углерода, чем водорода, что характерно для органических соединений.

Таким образом, молекулярная формула X может быть CnHm, и она представляет собой монофункциональное органическое вещество.