13. При сжигании вещества А массой 10,71 г образовалось 18,48 г углекислого газа, 3,136 л (н.у.) хлороводорода и вода. Известно, что вещество А образуется при присоединении хлора к углеводороду Б, содержащему только вторичные атомы углерода. На основании данных задачи: 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 получения вещества А присоединением хлора к углеводороду Б, используя структурную формулу вещества.

Решение:

1. Находим молекулярную формулу вещества А.

1. Рассчитаем количество вещества углекислого газа: \( \nu(CO_2) = \frac{m(CO_2)}{M(CO_2)} = \frac{18.48 \text{ г}}{44 \text{ г/моль}} = 0.42 \text{ моль} \)
2. Рассчитаем количество вещества хлороводорода: \( \nu(HCl) = \frac{V(HCl)}{V_m} = \frac{3.136 \text{ л}}{22.4 \text{ л/моль}} = 0.14 \text{ моль} \)
3. Из уравнения реакции сжигания: \( C_xH_yO_z + O_2 \to CO_2 + H_2O \)
4. Поскольку \( CO_2 \) и \( HCl \) образовались, то вещество А содержит углерод, водород и, возможно, кислород. Из \( CO_2 \) находим массу углерода: \( m(C) = \nu(CO_2) × M(C) = 0.42 \text{ моль} × 12 \text{ г/моль} = 5.04 \text{ г} \)
5. Из \( HCl \) находим массу водорода. Поскольку \( 0.14 \text{ моль} \) \( HCl \) образовалось, то \( 0.14 \text{ моль} \) \( H \) было в веществе А.
6. Масса водорода: \( m(H) = \nu(H) × M(H) = 0.14 \text{ моль} × 1 \text{ г/моль} = 0.14 \text{ г} \)
7. Масса кислорода в веществе А: \( m(O) = m(A) - m(C) - m(H) = 10.71 \text{ г} - 5.04 \text{ г} - 0.14 \text{ г} = 5.53 \text{ г} \)
8. Количество вещества кислорода: \( \nu(O) = \frac{m(O)}{M(O)} = \frac{5.53 \text{ г}}{16 \text{ г/моль}} \approx 0.346 \text{ моль} \)
9. Соотношение атомов C:H:O = \( 0.42 : 0.14 : 0.346 \). Упрощаем, деля на наименьшее значение (0.14): \( 3 : 1 : 2.47 \).
10. Это соотношение не является целым. Проверим, что в задаче при сжигании образовался хлороводород, а не хлорсодержащий газ. Вероятно, в условии опечатка, и имелось в виду, что образовался водород, а хлор присоединялся к углеводороду Б. Пересмотрим условие: