Рішення: Указание фрагментов для составления формулы органического соединения.
Органічна сполука реагує з натрій гідроксидом. Унаслідок повного окиснення її утворюється вуглекислий газ, кількість речовини (моль) якого вдвічі більша за кількість речовини (моль) органічної сполуки, яку окиснили. Щоби записати формулу органічної речовини, треба використати фрагменти
Розв’язання по шагам
6 кроківПроанализируем условие. При полном окислении органического соединения $C_xH_yO_z$ образуется x моль углекислого газа $CO_2$. По условию, количество вещества $CO_2$ вдвое больше количества вещества исходного соединения.
$$n(CO_2) = 2 \cdot n(C_xH_yO_z)$$Из стехиометрии реакции горения следует, что из 1 моль вещества образуется x моль $CO_2$. Таким образом, $x=2$. Это означает, что в молекуле искомого органического соединения содержится два атома углерода.
$$C_xH_yO_z + O_2 \rightarrow x CO_2 + y/2 H_2O$$Также дано, что вещество реагирует с гидроксидом натрия (NaOH). Это свойство характерно для кислот, фенолов или сложных эфиров. Среди предложенных фрагментов есть гидроксильная группа (-OH) и карбоксильная группа (-COOH), которые могут обеспечить такую реактивность.
Рассмотрим возможные комбинации фрагментов для получения молекулы с двумя атомами углерода. Фрагменты: 1) $H_3C-CH_2-$, 2) $H_3C-$, 3) $-OH$, 4) $-C(=O)OH$.
Комбинация фрагментов 2 ($H_3C-$) и 4 ($-COOH$) дает уксусную (этановую) кислоту $CH_3COOH$. Эта молекула содержит два атома углерода (один из метильной группы, один из карбоксильной). Как кислота, она реагирует с NaOH.
$$CH_3COOH + NaOH \rightarrow CH_3COONa + H_2O$$Проверим условие окисления для уксусной кислоты: $CH_3COOH + 2O_2 \rightarrow 2CO_2 + 2H_2O$. Из 1 моль кислоты образуется 2 моль $CO_2$, что соответствует условию. Следовательно, искомое вещество — уксусная кислота, для составления которой нужны фрагменты 2 и 4.
Де тут помиляються
Вибір варіанта А (фрагменты 1 и 3). Этанол $C_2H_5OH$ действительно содержит 2 атома углерода и при сгорании дает 2 моль $CO_2$. Однако, как одноатомный спирт, он не реагирует с раствором гидроксида натрия.
Неправильный подсчет атомов углерода при комбинировании фрагментов. Например, комбинация фрагментов 1 и 4 приведет к пропановой кислоте ($C_3H_6O_2$), у которой 3 атома углерода.