Углеводород А содержит 80% углерода по массе и образуется в результате сплавления органического вещества Б с гидроксидом натрия. Относительная плотность углеводорода А по кислороду равна 0,9375. Известно, что исходное вещество Б относится к классу солей, и количество атомов кислорода в нём равно количеству атомов углерода. На основании данных условия задачи: 1) проведите необходимые вычисления (указывайте единицы измерения физических величин) и установите молекулярную формулу вещества А; 2) составьте структурную формулу вещества Б, которая однозначно отражает порядок связи атомов в его молекуле; 3) напишите уравнение реакции получения вещества А из вещества Б и гидроксида натрия (используйте структурные формулы органических веществ).

Решение:

1. Установление молекулярной формулы углеводорода А:

1. Относительная плотность углеводорода А по кислороду равна 0,9375. Молярная масса кислорода (O₂) равна 32 г/моль. Молярная масса углеводорода А равна:

\[ M(A) = D(O_2) \cdot M(O_2) = 0.9375 \cdot 32 \text{ г/моль} = 30 \text{ г/моль} \]

2. Массовая доля углерода в веществе А равна 80%. Молярная масса углерода (C) равна 12 г/моль.
3. Массовая доля водорода в веществе А равна 100% - 80% = 20%. Молярная масса водорода (H) равна 1 г/моль.
4. Найдем соотношение атомов C и H в молекуле А.

\[ \frac{n(C)}{n(H)} = \frac{80 / 12}{20 / 1} = \frac{6.67}{20} \approx \frac{1}{3} \]

5. Простейшая формула углеводорода А - CH₃. Молярная масса простейшей формулы - 12 + 3 = 15 г/моль.
6. Молекулярная формула является кратной простейшей формуле. Найдем коэффициент кратности:

\[ k = \frac{M(A)}{M(CH_3)} = \frac{30 \text{ г/моль}}{15 \text{ г/моль}} = 2 \]

7. Молекулярная формула вещества А: (CH₃)₂ = C₂H₆.

2. Составление структурной формулы вещества Б:

Вещество А (C₂H₆, этан) образуется в результате сплавления вещества Б (соль) с гидроксидом натрия. Это реакция получения алканов из солей карбоновых кислот.

Известно, что вещество Б относится к классу солей, и количество атомов кислорода в нём равно количеству атомов углерода. Это означает, что вещество Б - это соль карбоновой кислоты.

Предположим, что вещество Б - это соль уксусной кислоты (CH₃COOH), т.е. ацетат натрия (CH₃COONa). В этой соли 2 атома углерода и 2 атома кислорода.

Уравнение реакции сплавления ацетата натрия с гидроксидом натрия:

CH₃COONa + NaOH $$\xrightarrow{t^\circ}$$ C₂H₆ + Na₂CO₃

Структурная формула вещества Б (ацетат натрия):

O
//
CH3-C
\
ONa

3. Уравнение реакции получения вещества А из вещества Б и гидроксида натрия:

CH₃COONa + NaOH $$\xrightarrow{t^\circ}$$ C₂H₆ + Na₂CO₃

Структурная формула:

O
//
CH3-C + NaOH $$\xrightarrow{t^\circ}$$ CH3-CH3 + Na2CO3
\
ONa

Ответ:

1. Молекулярная формула вещества А: C₂H₆.

2. Структурная формула вещества Б:

O
//
CH3-C
\
ONa

3. Уравнение реакции:

O
//
CH3-C + NaOH $$\xrightarrow{t^\circ}$$ CH3-CH3 + Na2CO3
\
ONa