При сгорании органического вещества массой 37,8 г образовался углекислый газ объемом 62.7 л (н.у. ) и вода массой 37,8 г .Плотность этого органического вещества по водоророду равна 27.Выведите его молекулярную формулу и составьте структурные формулы его изоверов.Дайте им названия 

Дано:

m(в-ва) = 37,8г

V(CO₂) = 62,7л

m(H₂O) = 37,8г

D(в-ва) по H₂ = 27

Найти: формулу вещества, его изомеры и их названия.

Решение:

Для начала найдём количества вещества воды и углекислого газа из данных нам в условии величин:

ᅠᅠ[tex]\tt n(CO_2)=\dfrac{V(CO_2)}{Vm}= \dfrac{62,7}{22,4}=2,8[/tex] моль

ᅠᅠ[tex]\tt n(H_2O) = \dfrac{m(H_2O)}{M(H_2O)}=\dfrac{37,8}{18}=2,1[/tex] моль

От данных количеств веществ перейдём к количествам веществ углерода и кислорода в искомом вещества:

ᅠᅠ[tex]\tt n(C) = n(CO_2) = 2,8[/tex] моль

ᅠᅠ[tex]\tt n(H) = 2n(H_2O) = 2 \cdot 2,1 = 4,2[/tex] моль

Проверим данное вещество на содержание атомов кислорода. Для этого найдём массы углерода и кислорода, и вычтем их из общей массы вещества:

ᅠᅠ[tex]\tt m(C) = n(C) \cdot M(C) = 2,8 \cdot 12 = 33,6[/tex] грамм

ᅠᅠ[tex]\tt m(H) = n(H) \cdot M(H) = 4,2 \cdot 1 = 4,2[/tex] грамма

ᅠᅠ[tex]\tt m(O) = m(B-Ba) - m(C) - m(H) = 37,8 - 33,6 - 4,2 = 0[/tex] грамм

Данное органическое вещество не содержит атомов кислорода. Найдём соотношение между количествами веществ атомов:

ᅠᅠ[tex]\tt n(C) : n(H) = 2,8 : 4,2 = 1 : 1,5 = 2 : 3[/tex]

Простейшая молекулярная формула вещества - C₂H₃. Такого вещества не существует. Нам так же дана относительная плотность данного вещества по водороду. Найдём тогда молекулярную массу искомого вещества и сравним её с молекулярной массой получившегося у нас вещества (она равна 27 г/моль):

ᅠᅠ[tex]\tt M(B-Ba) = D_H_2(B-Ba) \cdot M(H_2) = 27 \cdot 2 = 54[/tex] г/моль

ᅠᅠM(C₂H₃) < M(в-ва) в два раза, следовательно удвоим все атомы в получившемся веществе, тогда C₄H₆ - истинная молекулярная формула вещества.

Запишем все возможные изомеры, подходящие под данную структурную формулу (это вещества из класса алкинов, алкадиенов и циклоалкенов):

бутандиен-1,2:ᅠᅠ[tex]H_2C=C=CH-CH_3[/tex]

бутандиен-1,3:ᅠᅠ[tex]H_2C=CH-CH=CH_2[/tex]

бутин-1:ᅠᅠ[tex]HC\equiv C-CH_2-CH_3[/tex]

бутин-2:ᅠᅠ[tex]H_3C-C\equiv C-CH_3[/tex]

циклобутен:ᅠᅠ[tex]CH_2-CH\\|~~~~~~~~~\,||\\CH_2-CH[/tex]

метилциклопропен:ᅠᅠ[tex]~~~~~CH\\~~~~//~~~\backslash\\HC-CH-CH_3[/tex]