Дано:
- масса CO2 = 17,6 г
- масса H2O = 1,8 г
- масса HCl = 14,56 г
Найти: молекулярную формулу органического вещества, структурную формулу и уравнение реакции получения из углеводорода.
Решение:
1) Рассчитаем количество вещества CO2, H2O и HCl:
- Для CO2:
Молекулярная масса CO2 = 12 + 2*16 = 44 г/моль.
Количество вещества CO2: n(CO2) = 17,6 г / 44 г/моль = 0,4 моль.
- Для H2O:
Молекулярная масса H2O = 2 + 16 = 18 г/моль.
Количество вещества H2O: n(H2O) = 1,8 г / 18 г/моль = 0,1 моль.
- Для HCl:
Молекулярная масса HCl = 1 + 35,5 = 36,5 г/моль.
Количество вещества HCl: n(HCl) = 14,56 г / 36,5 г/моль = 0,4 моль.
2) Определим элементы в органическом веществе:
- Углерод: в CO2 1 моль CO2 содержит 1 моль углерода. Значит, углерода в веществе 0,4 моль.
- Водород: в H2O 1 моль H2O содержит 2 моль водорода. Значит, водорода в веществе 0,1 моль * 2 = 0,2 моль.
- Хлор: из HCl видно, что 1 моль HCl содержит 1 моль хлора. Значит, хлора в веществе 0,4 моль.
Таким образом, состав вещества: 0,4 моль углерода (C), 0,2 моль водорода (H), 0,4 моль хлора (Cl).
Молекулярная формула: CxHyClz.
Из данных видно, что соотношение C : H : Cl = 0,4 : 0,2 : 0,4, что соответствует формуле C2H4Cl2.
Ответ: молекулярная формула органического вещества — C2H4Cl2.
3) Структурная формула:
Так как при нехватке хлора образуются изомеры, то возможно два изомера с молекулярной формулой C2H4Cl2:
- 1,1-дихлороэтан (CH3CHCl2)
- 1,2-дихлороэтан (CH2ClCH2Cl)
Оба изомера могут быть получены в результате галогенирования этана.
4) Уравнение реакции:
Получение 1,1-дихлороэтана:
C2H6 + Cl2 → C2H4Cl2 + HCl
Получение 1,2-дихлороэтана:
C2H6 + Cl2 → C2H4Cl2 + HCl