При сгорании органического вещества А массой 43,65 г получили 20,16 л (н. у.) углекислого газа и 20,16 л (н. у.) хлороводорода. Вещество А образуется при взаимодействии вещества Б с хлором под действием ультрафиолетового освещения. Известно, что в молекуле вещества Б все атомы углерода находятся в sp2-гибридизации, а в молекуле вещества А — в sp3-гибридизации.
На основании данных условия задачи:
1) проведите необходимые вычисления (указывайте единицы измерения искомых физических величин) и установите молекулярную формулу вещества А;
2) составьте структурную формулу вещества А, которая однозначно отражает порядок связи атомов в его молекуле;
3) напишите уравнение реакции получения вещества А при хлорировании вещества Б (используйте структурные формулы органических веществ).
1. Определим молекулярную формулу органического вещества А. Вначале запишем схему реакции горения в общем виде:
Как мы видим из схемы, углерод полностью переходит в углекислый газ, следовательно, коэффициент перед углекислым газом равен x. Помимо этого мы замечаем, что водород и хлор целиком переходят в хлороводород. Можно сделать вывод, что y=z, в ином случае реакцию уравнять невозможно. Из условия нам известно, что количества образовавшихся продуктов равны, следовательно, x=y=z. Уравнение реакции примет вид:
При этом нам известно, что все атомы углерода в А насыщенные, следовательно, искомое вещество — хлорированный циклоалкан. Нам также известно, что в молекуле вещества Б все атомы углерода sp2-гибридизованы, а хлорирование проводилось под действием ультрафиолета. Вещество Б — бензол, а вещество А — гексахлорциклогексан. Тогда уравнение примет вид:
Проверим наши предположения. Воспользуемся известными нам массой исходного вещества А и количествами веществ продуктов:
2. Составим структурную формулу гексахлорциклогексана:
3. Составим уравнение реакции: