Решение: Определение формулы вещества А
Вещество А содержит 30% углерода, 1,25% водорода, 48,75% калия по массе, остальное — кислород. Вещество А образуется при обработке избытком раствора гидроксида калия вещества Б без нагревания. Известно, что функциональные группы в молекуле вещества Б не находятся у соседних атомов углерода.
На основании данных условия задачи:
1) проведите необходимые вычисления 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 из вещества Б и гидроксида калия, используя структурные формулы органических веществ.
Решение по шагам
6 шаговМасса кислорода в 100 г вещества равна $100-30-1{,}25-48{,}75=20$ г.
$$m(\mathrm{O})=20\ \text{г}$$Определим количества вещества элементов:
$$n(\mathrm{C})=\frac{30}{12}=2{,}5;\quad n(\mathrm{H})=\frac{1{,}25}{1}=1{,}25;\quad n(\mathrm{K})=\frac{48{,}75}{39}=1{,}25;\quad n(\mathrm{O})=\frac{20}{16}=1{,}25$$Разделив полученные значения на наименьшее значение $1{,}25$, получаем соотношение атомов $\mathrm{C:H:K:O}=2:1:1:1$.
$$\mathrm{C_2HKO}$$Следовательно, по приведённым массовым долям можно установить только простейшую, или эмпирическую, формулу вещества А: $\mathrm{C_2HKO}$. Его молекулярная формула может быть кратна этой формуле: $(\mathrm{C_2HKO})_n$.
Для определения числа $n$ необходима молярная масса вещества А либо другая дополнительная информация, однозначно задающая состав и строение вещества. В условии молярная масса не приведена.
Кроме того, указание на обработку вещества Б раствором гидроксида калия и на ненахождение функциональных групп у соседних атомов углерода не определяет однозначно ни строение вещества Б, ни структуру вещества А. Поэтому структурную формулу А и единственное уравнение реакции получить из приведённых данных невозможно.
Из условия однозначно определяется только эмпирическая формула вещества А: $\mathrm{C_2HKO}$. Молекулярную и структурную формулы, а также единственное уравнение реакции установить нельзя без молярной массы или дополнительных данных о веществе Б.
Этот ответ получен в разборе, но не сверен с официальным ключом из банка — проверьте выкладки, прежде чем заучивать результат.
Где здесь ошибаются
Называть эмпирическую формулу $\mathrm{C_2HKO}$ молекулярной без определения молярной массы.
Пытаться подобрать единственную структурную формулу только по массовым долям элементов.
Считать, что обработка гидроксидом калия автоматически однозначно определяет тип исходного органического вещества.