При сгорании 27 г органического вещества A получили 44,8 л углекислого газа (н. у.) и 27 г воды. Известно, что вещество A не содержит атомов углерода в sp-гибридизации.

На основании данных условия задачи:
1) проведи необходимые вычисления и установи молекулярную формулу вещества A;
2) выбери структурную формулу вещества A, которая однозначно отражает порядок связи атомов в его молекуле.

(Допиши в формулу индексы. Если элемент отсутствует в веществе, оставь окошко пустым.)

ответ: 1) C...
H...
O...
2) структурная формула:

1) Для решения задачи необходимо использовать закон сохранения массы. При сгорании органического вещества A образуется углекислый газ и вода. Масса углекислого газа, образующегося при сгорании органического вещества, равна 44,8 г, а масса воды – 27 г.

Предположим, что вещество A содержит только углерод, водород и кислород. Плотность углекислого газа при нормальных условиях составляет 1,8 г/л, поэтому объем углекислого газа можно рассчитать по формуле:

Объем = масса / плотность = 44,8 г / 1,8 г/л ≈ 24,89 л

Таким образом, при сгорании органического вещества A образуются 24,89 л углекислого газа, а дано, что образовалось 44,8 л. Это значит, что органическое вещество A содержит еще какой-то компонент, из которого образовывается дополнительный объем углекислого газа.

Разность объемов углекислого газа равна 44,8 л - 24,89 л = 19,91 л. По уравнению реакции сгорания органического вещества A можно сказать, что каждый молекулярный эквивалент органического вещества A образует 1 молекулярный эквивалент углекислого газа. Таким образом, разность объемов углекислого газа соответствует количеству молекулярных эквивалентов органического вещества A, которые образуют дополнительные молекулярные эквиваленты углекислого газа.

Теперь найдем количество вещества, из которого образуется 19,91 л углекислого газа. Один молекулярный эквивалент углекислого газа составляет 22,4 л, поэтому количество вещества, из которого образуется 19,91 л углекислого газа, равно:

Количество вещества = объем / 22,4 л/мол = 19,91 л / 22,4 л/мол ≈ 0,89 моль

Таким образом, органическое вещество A образует 0,89 моль дополнительных молекулярных эквивалентов углекислого газа.

Из условия задачи известно, что масса вещества A равна 27 г. Это суммарная масса углерода, водорода и кислорода в органическом веществе A.

Обозначим массы углерода, водорода и кислорода через m(C), m(H) и m(O) соответственно.

m(C) + m(H) + m(O) = 27 г

Масса углерода в органическом веществе A можно найти, учитывая, что разность массы остатка после выделения углекислого газа и массы вещества до сгорания составляет 44,8 г - 24,89 г = 19,91 г. При этом основной компонент остатка – это вещество, из которого образуется вода. Поэтому масса углерода в органическом веществе A равна:

m(C) = 19,91 г - масса воды = 19,91 г - 27 г = -7,09 г

Получили отрицательную массу углерода. Это говорит о том, что предположение о содержании углерода в органическом веществе A было неверным.

Тем не менее, в атмосфере углекислый газ является источником углерода, поэтому постулируется, что органическое вещество A содержит атомы углерода в форме CO2. Также известно, что органическое вещество A не содержит атомов углерода в sp-гибридизации.

Таким образом, молекулярная формула органического вещества A может быть записана как CO2.

2) Структурная формула вещества A, которая однозначно отражает порядок связи атомов в его молекуле, будет выглядеть следующим образом:

O
||
C-O

В данной формуле атом углерода связан с двумя атомами кислорода двойной связью, а каждый атом кислорода образует одинарную связь с атомом углерода.