Номер 14, страница 66 - гдз по химии 10 класс проверочные и контрольные работы Габриелян, Лысова

14. Органическое вещество, имеющее молекулярную формулу $C_4H_{10}O$, взаимодействует с натрием, выделяя водород, а при окислении оксидом меди(II) образует альдегид неразветвлённого строения. Напишите структурную формулу и название вещества, приведите уравнения указанных реакций.

Решение

1. Анализ молекулярной формулы. Молекулярная формула вещества – $C_4H_{10}O$. Эта формула соответствует общей формуле насыщенных одноатомных спиртов ($C_nH_{2n+2}O$), а также их межклассовых изомеров – простых эфиров.

2. Определение класса соединения. Условие, что вещество взаимодействует с натрием с выделением водорода, является ключевым. Эта реакция – качественный тест на наличие гидроксогруппы (-OH). Следовательно, данное вещество является спиртом, а не простым эфиром.

3. Определение типа спирта. При окислении оксидом меди(II) ($CuO$) вещество образует альдегид. Это указывает на то, что исходный спирт является первичным, так как гидроксогруппа в нем связана с первичным атомом углерода (фрагмент $-CH_2OH$). Вторичные спирты в этих условиях окисляются до кетонов, а третичные – не окисляются.

4. Определение строения углеродного скелета. Продукт окисления – альдегид неразветвлённого строения. Это означает, что и углеродный скелет исходного спирта также не имеет разветвлений.

5. Вывод. Совокупность всех фактов (первичный спирт состава $C_4H_{10}O$ с неразветвленной углеродной цепью) позволяет однозначно установить, что искомое вещество – это бутан-1-ол.

Структурная формула и название вещества

Структурная формула вещества, которое соответствует всем описанным свойствам:

$CH_3-CH_2-CH_2-CH_2-OH$

Название вещества по систематической номенклатуре: бутан-1-ол (допускается также тривиальное название н-бутанол).

Ответ: Искомое вещество – бутан-1-ол, его структурная формула $CH_3-CH_2-CH_2-CH_2-OH$.

Уравнения указанных реакций

1. Реакция взаимодействия бутан-1-ола с металлическим натрием:

$2CH_3CH_2CH_2CH_2OH + 2Na \rightarrow 2CH_3CH_2CH_2CH_2ONa + H_2 \uparrow$

2. Реакция окисления бутан-1-ола оксидом меди(II) при нагревании:

$CH_3CH_2CH_2CH_2OH + CuO \xrightarrow{t} CH_3CH_2CH_2CHO + Cu + H_2O$

Ответ: Уравнение реакции с натрием: $2CH_3CH_2CH_2CH_2OH + 2Na \rightarrow 2CH_3CH_2CH_2CH_2ONa + H_2 \uparrow$. Уравнение реакции окисления: $CH_3CH_2CH_2CH_2OH + CuO \xrightarrow{t} CH_3CH_2CH_2CHO + Cu + H_2O$.