Дано:
- Масса алкена = 14 г.
- Объем водорода (H2) при н.у. = 5,6 дм3.
Найти:
- Структурную формулу алкена.
- Возможность цис-транс-изомерии для данного алкена.
- Массу образовавшегося двухатомного спирта.
Решение:
1. Найдем количество молей водорода:
V(H2) = n(H2) * 22,4 дм3/моль.
n(H2) = V(H2) / 22,4 дм3/моль = 5,6 дм3 / 22,4 дм3/моль ≈ 0,25 моль.
2. В реакции гидрирования один моль алкена присоединяет один моль водорода:
n(алкен) = n(H2) = 0,25 моль.
3. Рассчитаем молярную массу алкена:
m(алкен) = n(алкен) * M(алкен).
14 г = 0,25 моль * M(алкен).
Отсюда,
M(алкен) = 14 г / 0,25 моль = 56 г/моль.
4. Определим возможные структурные формулы алкена с молярной массой 56 г/моль:
Возможная формула — C4H8 (для н=4):
4*12 + 8*1 = 48 + 8 = 56 г/моль.
5. Структурные формулы для C4H8:
- Бутен (н-бутадиен): CH2=CH-CH2-CH3.
- Цис- и транс-изомеры бутена:
- Цис-2-бутен: CH3-CH=CH-CH3.
- Транс-2-бутен: CH3-CH=CH-CH3.
6. Данные из условия указывают на то, что при пропускании алкена через избыток перманганата калия образуется двухатомный спирт симметричного строения. Это может быть 2,3-бутандиол:
CH3-CHOH-CHOH-CH3.
7. Рассчитаем массу образовавшегося двухатомного спирта:
- Молярная масса 2,3-бутандиола = 4*12 + 10*1 + 2*16 = 48 + 10 + 32 = 90 г/моль.
- Учитывая, что на 1 моль алкена образуется 1 моль спирта:
n(спирта) = n(алкена) = 0,25 моль.
m(спирта) = n(спирта) * M(спирта).
m(спирта) = 0,25 моль * 90 г/моль = 22,5 г.
8. Возможна ли цис-транс-изомерия для данного алкена?
Да, так как алкен имеет две группы углеродов, которые могут различаться по пространственному расположению вокруг двойной связи.
Ответ:
Структурная формула алкена — бутен (C4H8). Возможно существование цис-транс-изомерии. Масса образовавшегося двухатомного спирта составляет 22,5 г.