Номер 2, страница 114 - гдз по химии 11 класс учебник Оспанова, Аухадиева

• 2. Какой одноатомный спирт был взят, если при взаимодействии 16 мл спирта ( $p = 0,8 \text{ г/мл}$) с натрием выделился водород в количестве, достаточном для гидрирования 4,48 л этилена (н. у.).

Ответ: $CH_3OH$

2. Дано:

V(спирта) = 16 мл

ρ(спирта) = 0,8 г/мл

V(C₂H₄) = 4,48 л (н.у.)

Найти:

Формулу спирта – ?

Решение:

1. Сначала запишем уравнение реакции гидрирования этилена, чтобы определить, сколько водорода потребовалось:

$C_2H_4 + H_2 \rightarrow C_2H_6$

2. Найдем количество вещества (моль) этилена. Поскольку объем дан для нормальных условий (н.у.), используем молярный объем газа $V_m = 22,4$ л/моль:

$n(C_2H_4) = \frac{V(C_2H_4)}{V_m} = \frac{4,48 \text{ л}}{22,4 \text{ л/моль}} = 0,2 \text{ моль}$

3. Из стехиометрии уравнения реакции гидрирования следует, что количество вещества водорода равно количеству вещества этилена:

$n(H_2) = n(C_2H_4) = 0,2 \text{ моль}$

4. Этот водород был получен в результате реакции неизвестного одноатомного спирта с натрием. Запишем уравнение этой реакции в общем виде:

$2C_nH_{2n+1}OH + 2Na \rightarrow 2C_nH_{2n+1}ONa + H_2 \uparrow$

5. По уравнению реакции, из 2 моль спирта образуется 1 моль водорода. Следовательно, количество вещества спирта в два раза больше количества вещества выделившегося водорода:

$n(C_nH_{2n+1}OH) = 2 \cdot n(H_2) = 2 \cdot 0,2 \text{ моль} = 0,4 \text{ моль}$

6. Теперь найдем массу спирта, используя данные объема и плотности:

$m(\text{спирта}) = V(\text{спирта}) \cdot \rho(\text{спирта}) = 16 \text{ мл} \cdot 0,8 \text{ г/мл} = 12,8 \text{ г}$

7. Зная массу и количество вещества спирта, мы можем вычислить его молярную массу ($\text{M}$):

$M(\text{спирта}) = \frac{m(\text{спирта})}{n(\text{спирта})} = \frac{12,8 \text{ г}}{0,4 \text{ моль}} = 32 \text{ г/моль}$

8. Молярная масса предельного одноатомного спирта с общей формулой $C_nH_{2n+1}OH$ рассчитывается как:

$M(C_nH_{2n+1}OH) = 12n + (2n+1) + 16 + 1 = 14n + 18$

Приравняем это выражение к найденной молярной массе и решим уравнение относительно n:

$14n + 18 = 32$

$14n = 32 - 18$

$14n = 14$

$n = 1$

Таким образом, в формуле спирта один атом углерода. Это метанол, его формула $CH_3OH$.

Ответ: $CH_3OH$.