Контрольные задания
Вопрос:Фото задания: 4. При полном сгорании 0,88 г органического соединения образовалось 896 мл CO₂ (н. у.) и 0,72 г воды. Выведите молекулярную…Фото задания

Ответ:

1. Вывод молекулярной формулы

При н. у. молярный объём газа равен 22,4 л/моль.

Количество углекислого газа: \(n(\mathrm{CO_2})=0.896/22.4=0.04\) моль. Значит, в веществе было 0,04 моль атомов углерода, массой \(m(\mathrm C)=0.04\cdot12=0.48\) г.

Количество воды: \(n(\mathrm{H_2O})=0.72/18=0.04\) моль. Значит, в веществе было \(n(\mathrm H)=2\cdot0.04=0.08\) моль атомов водорода, массой 0,08 г.

Масса кислорода в исходном веществе: \(0.88-0.48-0.08=0.32\) г, поэтому \(n(\mathrm O)=0.32/16=0.02\) моль.

Отношение количеств атомов: \(0.04:0.08:0.02=2:4:1\). Простейшая формула — \(\mathrm{C_2H_4O}\), её молярная масса равна 44 г/моль.

Относительная плотность паров по водороду: \(D_{\mathrm{H_2}}=M/2\), следовательно, \(M=2\cdot44=88\) г/моль. Молекулярная масса вдвое больше массы простейшей формулы, поэтому молекулярная формула — \(\mathrm{C_4H_8O_2}\).

2. Классы и изомеры

В стандартном школьном рассмотрении ациклических насыщенных однофункциональных соединений состава \(\mathrm{C_4H_8O_2}\) это карбоновые кислоты и сложные эфиры. Их структурные изомеры:

  1. Бутановая кислота: \(\mathrm{CH_3CH_2CH_2COOH}\).
  2. 2-метилпропановая кислота: \(\mathrm{(CH_3)_2CHCOOH}\).
  3. Метилпропаноат: \(\mathrm{CH_3CH_2COOCH_3}\).
  4. Этилэтаноат (этилацетат): \(\mathrm{CH_3COOCH_2CH_3}\).
  5. Пропилметаноат: \(\mathrm{HCOOCH_2CH_2CH_3}\).
  6. Пропан-2-илметаноат (изопропилметаноат): \(\mathrm{HCOOCH(CH_3)_2}\).

Итак, в этом школьном классовом рассмотрении вещество может относиться к карбоновым кислотам или сложным эфирам; перечислены два изомера-кислоты и четыре изомера-эфира.

Если подразумеваются вообще все возможные структуры с формулой \(\mathrm{C_4H_8O_2}\), без ограничения указанными классами и ациклическим строением, перечень будет шире: например, возможны циклические соединения и вещества с несколькими функциональными группами. Условие не задаёт такое ограничение однозначно.