Какое строение имеет соединение А, которое образуется при обработке углеводорода симметричного строения холодным водным раствором перманганата калия, если его масса равна 13,5 г и при сжигании в избытке кислорода образуется 13,44 л(н.у.) углекислого газа и 13,5 г воды? Также напишите уравнения реакций.
Yablonka
Для начала, давайте разберемся с уравнениями реакций:
Обработка симметричного углеводорода холодным водным раствором перманганата калия:
\[C_{x}H_{y} + KMnO_{4} + H_{2}O \rightarrow CO_{2} + K_{2}MnO_{4} + H_{2}O\]
Сжигание углеводорода в избытке кислорода:
\[C_{x}H_{y} + (x + \frac{y}{4})O_{2} \rightarrow xCO_{2} + \frac{y}{2}H_{2}O\]
Теперь перейдем к решению задачи.
Масса соединения A, образующегося при обработке углеводорода холодным водным раствором перманганата калия, равна 13,5 г.
Масса образующейся воды также равна 13,5 г.
Масса образующегося углекислого газа составляет 13,44 л (н.у.), что соответствует урвнению состояния идеального газа: \(V = nRT\). Здесь V - объем газа, n - количество вещества газа, R - универсальная газовая постоянная, T - температура в кельвинах.
Молярная масса углекислого газа равна 44 г/моль, поэтому количество вещества \(n\) можно рассчитать с помощью формулы:
\[n = \frac{m}{M}\]
где m - масса вещества, M - молярная масса вещества.
Таким образом, количество вещества углекислого газа:
\[n_{CO_{2}} = \frac{13,44 \, л \times 1 \, моль/22,4 \, л}{44 \, г/моль}=0,03 \, моль\]
Из уравнения реакции сжигания углеводорода, мы видим, что при сжигании одного моля углеводорода образуется \(x\) моль \(CO_{2}\). Также, из массового баланса, мы знаем, что масса \(CO_{2}\) равна массе вещества образующегося углекислого газа. Поэтому, масса \(CO_{2}\) равна 13,44 г.
Молярная масса \(CO_{2}\) равна 44 г/моль, поэтому количество вещества \(CO_{2}\):
\[n_{CO_{2}} = \frac{13,44 \, г}{44 \, г/моль} = 0,305 \, моль\]
Сравнивая количество вещества \(CO_{2}\), образующегося при обработке углеводорода перманганатом калия (0,03 моль), с количеством вещества \(CO_{2}\), образующегося при сжигании углеводорода (0,305 моль), мы видим, что количество вещества \(CO_{2}\) при сжигании превышает количество вещества \(CO_{2}\) при обработке.
Следовательно, соединение А должно быть углеводородом.
Теперь вернемся к уравнению реакции обработки углеводорода перманганатом калия:
\[C_{x}H_{y} + KMnO_{4} + H_{2}O \rightarrow CO_{2} + K_{2}MnO_{4} + H_{2}O\]
Уравнение показывает, что перманганат калия \(KMnO_{4}\) окисляет углеводород до \(CO_{2}\). При этом образуется \(K_{2}MnO_{4}\), вода \(H_{2}O\) и происходит балансировка электронов. Таким образом, соединение А представляет собой углеводород, окисляемый перманганатом калия.
Окончательный ответ: соединение А - это углеводород.
Обработка симметричного углеводорода холодным водным раствором перманганата калия:
\[C_{x}H_{y} + KMnO_{4} + H_{2}O \rightarrow CO_{2} + K_{2}MnO_{4} + H_{2}O\]
Сжигание углеводорода в избытке кислорода:
\[C_{x}H_{y} + (x + \frac{y}{4})O_{2} \rightarrow xCO_{2} + \frac{y}{2}H_{2}O\]
Теперь перейдем к решению задачи.
Масса соединения A, образующегося при обработке углеводорода холодным водным раствором перманганата калия, равна 13,5 г.
Масса образующейся воды также равна 13,5 г.
Масса образующегося углекислого газа составляет 13,44 л (н.у.), что соответствует урвнению состояния идеального газа: \(V = nRT\). Здесь V - объем газа, n - количество вещества газа, R - универсальная газовая постоянная, T - температура в кельвинах.
Молярная масса углекислого газа равна 44 г/моль, поэтому количество вещества \(n\) можно рассчитать с помощью формулы:
\[n = \frac{m}{M}\]
где m - масса вещества, M - молярная масса вещества.
Таким образом, количество вещества углекислого газа:
\[n_{CO_{2}} = \frac{13,44 \, л \times 1 \, моль/22,4 \, л}{44 \, г/моль}=0,03 \, моль\]
Из уравнения реакции сжигания углеводорода, мы видим, что при сжигании одного моля углеводорода образуется \(x\) моль \(CO_{2}\). Также, из массового баланса, мы знаем, что масса \(CO_{2}\) равна массе вещества образующегося углекислого газа. Поэтому, масса \(CO_{2}\) равна 13,44 г.
Молярная масса \(CO_{2}\) равна 44 г/моль, поэтому количество вещества \(CO_{2}\):
\[n_{CO_{2}} = \frac{13,44 \, г}{44 \, г/моль} = 0,305 \, моль\]
Сравнивая количество вещества \(CO_{2}\), образующегося при обработке углеводорода перманганатом калия (0,03 моль), с количеством вещества \(CO_{2}\), образующегося при сжигании углеводорода (0,305 моль), мы видим, что количество вещества \(CO_{2}\) при сжигании превышает количество вещества \(CO_{2}\) при обработке.
Следовательно, соединение А должно быть углеводородом.
Теперь вернемся к уравнению реакции обработки углеводорода перманганатом калия:
\[C_{x}H_{y} + KMnO_{4} + H_{2}O \rightarrow CO_{2} + K_{2}MnO_{4} + H_{2}O\]
Уравнение показывает, что перманганат калия \(KMnO_{4}\) окисляет углеводород до \(CO_{2}\). При этом образуется \(K_{2}MnO_{4}\), вода \(H_{2}O\) и происходит балансировка электронов. Таким образом, соединение А представляет собой углеводород, окисляемый перманганатом калия.
Окончательный ответ: соединение А - это углеводород.
Знаешь ответ?