При полном сгорании органического вещества массой 25,9 г образовалось 23,52 л (при н. у.)

Ответы на вопрос

Отвечает Малиновский Рома.

Разберём задачу шаг за шагом, как это сделал бы я на сайте с вопросами и ответами:

Шаг 1: Определяем состав вещества по продуктам сгорания

Дано:

Масса вещества: 25,9 г
Образовалось:
- $V(\text{CO}_2) = 23,52 \text{ л}$ при н. у.
- $m(\text{H}_2O) = 18,9 \text{ г}$

Сначала находим количество вещества углекислого газа и воды:

Количество вещества CO₂:
При н. у. 1 моль газа = 22,4 л.

n(\text{CO}_2) = \frac{23,52}{22,4} \approx 1,05 \text{ моль}

Количество вещества H₂O:

n(\text{H}_2O) = \frac{18,9}{18} \approx 1,05 \text{ моль}

Заметим, что оба значения примерно одинаковы, что упростит расчёты.

Шаг 2: Находим количество атомов C и H

В 1 моле CO₂ — 1 атом C:

n(\text{C}) = n(\text{CO}_2) = 1,05 \text{ моль} m(\text{C}) = 1,05 \cdot 12 = 12,6 \text{ г}

В 1 моле H₂O — 2 атома H:

n(\text{H}) = 2 \cdot n(\text{H}_2O) = 2 \cdot 1,05 = 2,10 \text{ моль} m(\text{H}) = 2,10 \cdot 1 = 2,10 \text{ г}

Масса O в веществе:

m(\text{O}) = 25,9 - (12,6 + 2,10) = 11,2 \text{ г} n(\text{O}) = \frac{11,2}{16} = 0,7 \text{ моль}

Шаг 3: Составим эмпирическую формулу

Отношение атомов C:H:O:

C:H:O = 1,05 : 2,10 : 0,7

Делим на наименьшее число (0,7):

C:H:O \approx 1,05/0,7 : 2,10/0,7 : 0,7/0,7 \approx 1,5 : 3 : 1

Умножим на 2, чтобы получить целые числа:

C:H:O = 3 : 6 : 2

Эмпирическая формула: $\text{C}_3\text{H}_6\text{O}_2$

Шаг 4: Определяем молекулярную формулу

Дано: относительная плотность по водороду $D_{H_2} = 37$

Молярная масса по водороду:

M = 2 \cdot D_{H_2} = 2 \cdot 37 = 74 \text{ г/моль}

Масса эмпирической формулы:

M_{\text{C}_3\text{H}_6\text{O}_2} = 3\cdot12 + 6\cdot1 + 2\cdot16 = 74 \text{ г/моль}

Значит, эмпирическая формула совпадает с молекулярной.

\boxed{\text{Молекулярная формула: C}_3\text{H}_6\text{O}_2}

Шаг 5: Определяем тип соединения

Условия реакции:

Не реагирует с гидрокарбонатом натрия → не карбоновая кислота
Реагирует со щелочами и даёт серебряное зеркало → альдегид (функция –CHO)

Значит, это альдегид с формулой C₃H₆O₂, который может быть гидроксиальдегидом:

Возможная структура: гидроксиальдегид (CH₂OH–CH₂–CHO) — это глицериновый альдегид / 3-гидрокси-пропаналь

Шаг 6: Структурная формула

\text{HO–CH}_2–\text{CH}_2–\text{CHO}

Шаг 7: Уравнение реакции с гидроксидом калия

Альдегид (R–CHO) в щелочной среде может образовывать алкоксисоли и реагировать в реакции серебряного зеркала.
Простейшая реакция с гидроксидом калия — это окисление альдегида до кислоты:

\text{HO–CH}_2–\text{CH}_2–\text{CHO} + [O] \xrightarrow{\text{Ag₂O / KOH}} \text{HO–CH}_2–\text{CH}_2–\text{COOK} + \text{Ag} \downarrow

Это реакция серебряного зеркала, где альдегид окисляется до карбоксилата калия.

✅ Итог

Молекулярная формула: C₃H₆O₂
Структурная формула: HO–CH₂–CH₂–CHO
Уравнение реакции с KOH (серебряное зеркало):

\text{HO–CH}_2–\text{CH}_2–\text{CHO} + 2[Ag(NH_3)_2]^+ + 3 OH^- \rightarrow \text{HO–CH}_2–\text{CH}_2–COO^- + 2 Ag \downarrow + 2 H_2O