Question

В образовавшемся при гидрировании алкена соединении массовая доля на 2,38% меньше, чем в исходном углеводороде. Определите молекулярную формулу алкена, составьте формулы всех изомеров, дайте им названия по заместительной номенклатуре ИЮПАК.​

Answer 1

Ответ:

C6H12, гексен

Объяснение:

Точное решение получается сложным, не помещается на полях.

Упрощая:

Если массовая доля углерода уменьшилась на 2,38%, то массовая доля водорода настолько же увеличилась. Водорода прибавилось (2 атома) приблизительно на 2,38% от молярной массы соединения:

m(+H) = Mсоед.*0,0238

2 = Mсоед.*0,0238

Mсоед. ≅ 84,03

- Это гексен, C6H12

Answer 2

Давайте начнем с расчета молекулярной формулы исходного углеводорода и выясним, сколько углеродных атомов в его молекуле. Затем мы определим молекулярную формулу алкена и составим формулы его изомеров.

1. Пусть исходный углеводород имеет молекулярную формулу CnHm.

2. В гидрированном соединении массовая доля водорода будет увеличена, но массовая доля углерода уменьшится на 2,38%. Это означает, что:

   (mассовая доля C в исходном углеводороде) - (массовая доля C в гидрированном соединении) = 2,38%

3. Молярная масса углерода (C) равна приближенно 12 г/моль, а молярная масса водорода (H) равна приближенно 1 г/моль.

4. Поскольку молекульная масса исходного углеводорода и гидрированного соединения не меняется (в химических реакциях масса сохраняется), то можно записать уравнение:

   (массовая доля C в исходном углеводороде) * 12 + (массовая доля H в исходном углеводороде) * 1 = (массовая доля C в гидрированном соединении) * 12 + (массовая доля H в гидрированном соединении) * 1

5. Подставим известные данные:

   (массовая доля C в исходном углеводороде) * 12 + (1 - массовая доля C в исходном углеводороде) * 1 = (массовая доля C в гидрированном соединении) * 12 + (1 - массовая доля C в гидрированном соединении) * 1

6. Решим это уравнение для массовой доли C в исходном углеводороде:

   12 * (массовая доля C в исходном углеводороде) + (1 - массовая доля C в исходном углеводороде) = 12 * (массовая доля C в гидрированном соединении) + (1 - массовая доля C в гидрированном соединении) + 2,38%

7. Теперь решим это уравнение для массовой доли C в гидрированном соединении:

   12 * (массовая доля C в исходном углеводороде) - 12 * (массовая доля C в гидрированном соединении) = 2,38%

8. Для упрощения расчетов, давайте предположим, что массовая доля C в исходном углеводороде составляет x. Тогда у нас есть:

   12 * x - 12 * (x - 2,38%) = 2,38%

9. Решим это уравнение:

   12 * x - 12 * (x - 0,0238) = 0,0238

10. Упростим:

12 * x - 12x + 0,2856 = 0,0238

11. 0,2856 - 0,0238 = 12x - 12x

12. 0,2618 = 0

Это уравнение не имеет решений. Ошибка в расчетах. Попробуем другой метод.

Давайте попробуем другой подход. Пусть молекулярная формула исходного углеводорода CnHm.

1. Массовая доля углерода (C) в исходном углеводороде будет равна (12n / (12n + 1m)), а массовая доля водорода (H) будет равна (1m / (12n + 1m)).

2. В гидрированном соединении массовая доля углерода (C) будет равна (12n / (12n + 2m)), а массовая доля водорода (H) будет равна (2m / (12n + 2m)).

3. Теперь мы знаем, что массовая доля углерода в исходном углеводороде на 2,38% больше, чем в гидрированном соединении. То есть:

   (12n / (12n + 1m)) - (12n / (12n + 2m)) = 2,38%

4. Упростим это уравнение:

   (12n / (12n + 1m)) - (12n / (12n + 2m)) = 2,38% / 100% = 0,0238

5. Попробуем решить это уравнение. У нас есть:

   (12n / (12n + 1m)) - (12n / (12n + 2m)) = 0,0238

6. Для упрощения расчетов, давайте предположим, что n = 1 (то есть, у нас есть алкен с одним углеродом в цикле) и упростим уравнение:

   (12 / (12 + 1m)) - (12 / (12 + 2m)) = 0,0238

7. Умножим обе стороны на (12 + 2m) для избавления от дробей:

   12(12 + 2m) - 12(12 + 1m) = 0,0238(12 + 2m)

8. Упростим:

   12(2m) - 12(1m) = 0,0238(2m)

9. 24m - 12m = 0,0476m

10. 12m = 0,0476m

11. m ≈ 0,003967

12. Теперь мы знаем, что массовая доля водорода (H) в исходном углеводороде равна примерно 0,003967.

13. Массовая доля углерода (C) в исходном углеводороде равна:

    1 - 0,003967 ≈ 0,996033

14. Теперь мы знаем мольную массу углеводорода:

    Масса C = 12 г/моль Масса H = 1 г/моль

    Мольная масса углеводорода = (0,996033 * 12) + (0,003967 * 1) ≈ 11,952396 г/моль

15. Теперь мы можем найти молекулярную формулу углеводорода, разделив молекулярную массу исходного углеводорода на мольную массу углеводорода:

    Молекулярная формула углеводорода = Мольная масса исходного углеводорода / Мольная масса углеводорода ≈ 12 / 11,952396 ≈ 1,002

Таким образом, молекулярная формула исходного углеводорода близка к C1H2.

Теперь мы знаем, что исходный углеводород имеет молекулярную формулу C1H2. Теперь давайте определим молекулярную формулу алкена и составим формулы его изомеров.

Молекулярная формула алкена: C1H2

Теперь давайте рассмотрим возможные изомеры для этой молекулярной формулы. У нас есть два углеродных атома и два водородных атома, что может означать наличие двух двойных связей. Вот формулы всех изомеров:

1. Этен (этилен): CH2=CH2
2. Пропен (пропилен): CH2=CH-CH3 (две двойные связи, но разные расположения)
3. Пропин: CH≡C-CH3 (три двойные связи)

Это изомеры с молекулярной формулой C2H4.