Установите структурную формулу углеводорода, если известно, что на полное сгорание 0,25 моль этого вещества требуется затратить 58,8 л (н. у.) кислорода, а при его окислении перманганатом калия образуется бензойная кислота.

Запишем уравнение сгорания в общем виде: CxHy + (х + у/4) O2 = xCO2 + (y/2) H2 О, где х, у - неизвестные индексы.

Находим количество вещества кислорода:

ν (O2) = V (O2) : Vm = 58,8 л: 22,4 л/моль = 2,625 моль.

По уравнению реакции, на 1 моль CxHy требуется (х + у/4) моль O2. При этом на 0,25 моль нужно 2,625 моль. Имеем пропорцию:

1 / (х + у/4) = 0,25/2,625, отсюда х + у/4 = 10,5.

Теперь подключим химию. Так как при окислении перманганатом калия образуется бензойная кислота, то искомый углеводород - производное бензола. Тогда в его молекуле не менее семи атомов углерода, т. е. х ≥ 7. Займемся перебором:

х = 7, тогда у = 14 - не арен.

х = 8, тогда у = 10 - подходит этилбензол.

Дальше можно не рассматривать.

Значит искомый углеводород - этилбензол.

Запишем уравнение сгорания в общем виде: CxHy + (х + у/4) O₂ = xCO₂ + (y/2) H₂О, где х, у - неизвестные индексы.

Находим количество вещества кислорода:

ν (O₂) = V (O₂) : Vm = 58,8 л: 22,4 л/моль = 2,625 моль.

По уравнению реакции, на 1 моль CxHy требуется (х + у/4) моль O₂. При этом на 0,25 моль нужно 2,625 моль. Имеем пропорцию:

1 / (х + у/4) = 0,25/2,625, отсюда х + у/4 = 10,5.

Теперь подключим химию. Так как при окислении перманганатом калия образуется бензойная кислота, то искомый углеводород - производное бензола. Тогда в его молекуле не менее семи атомов углерода, т. е. х ≥ 7. Займемся перебором:

х = 7, тогда у = 14 - не арен.

х = 8, тогда у = 10 - подходит этилбензол.

Дальше можно не рассматривать.

Значит искомый углеводород - этилбензол.