Для решения данной задачи необходимо выполнить ряд действий.
1. Найти массовую долю кислорода в органической кислоте. Для этого вычтем сумму массовых долей углерода и водорода из 100%:
Массовая доля кислорода = 100% - (54,55% + 9,09%) = 36,36%.
2. Рассчитать массу каждого элемента в 100 граммах органической кислоты. Для этого умножим массовую долю каждого элемента на массу 100 граммов:
Масса углерода = 54,55 г.
Масса водорода = 9,09 г.
Масса кислорода = 36,36 г.
3. Определить количество молей каждого элемента, используя молярную массу элемента. Молярная масса водорода равна 1 г/моль, углерода 12 г/моль, а кислорода 16 г/моль:
Количество молей углерода = масса углерода / молярная масса углерода = 54,55 г / 12 г/моль = 4,54 моль.
Количество молей водорода = масса водорода / молярная масса водорода = 9,09 г / 1 г/моль = 9,09 моль.
Количество молей кислорода = масса кислорода / молярная масса кислорода = 36,36 г / 16 г/моль = 2,27 моль.
4. Найти отношение числа атомов углерода, водорода и кислорода в молекуле органической кислоты. Для этого разделим количество молей каждого элемента на наименьшее количество молей в молекуле. В данном случае наименьшее количество молей имеет кислород:
Отношение молей углерода = количество молей углерода / количество молей кислорода = 4,54 моль / 2,27 моль = 2.
Отношение молей водорода = количество молей водорода / количество молей кислорода = 9,09 моль / 2,27 моль = 4.
5. Выразить отношение количества атомов через целые числа, приведя их к наименьшему общему знаменателю:
Отношение атомов углерода = 2.
Отношение атомов водорода = 4.
Отношение атомов кислорода = 1.
6. Составить структурную формулу двух изомеров органической кислоты, исходя из отношения количества атомов углерода, водорода и кислорода:
Первый изомер: H
|
C
|||
C - C
||
O
Второй изомер: O
||
C - C
|||
C
|
H
7. Назвать изомеры органической кислоты по систематической номенклатуре. Название органической кислоты зависит от числа атомов углерода в молекуле. В данном случае у нас имеются два изомера:
- Первый изомер содержит 3 атома углерода, поэтому он называется пропановой кислотой.
- Второй изомер содержит 2 атома углерода, поэтому он называется уксусной кислотой.
Таким образом, молекулярная формула органической кислоты с данным составом - C3H4O2, а структурные формулы ее двух изомеров - пропановая кислота и уксусная кислота.
Итак, чтобы определить, какое вещество будет изомерно пентадиену-1,3, мы должны понять, что такое изомерия и как она проявляется в органических соединениях.
Изомерия - это явление, когда у двух соединений одинаковый молекулярный состав, но различное строение и свойства. То есть, у изомеров будет одинаковое количество атомов каждого элемента, но атомы будут располагаться и связываться по-разному.
Сейчас мы рассматриваем пентадиену-1,3, соединение с пятью углеродными атомами, которое имеет двойные связи между первым и вторым, а также между третьим и четвертым углеродными атомами.
Теперь давайте посмотрим варианты ответов и проведем их анализ:
a. пентин-2 - это соединение с пятью углеродными атомами, имеющее одну тройную связь между вторым и третьим атомами. Таким образом, пентин-2 не является изомером пентадиену-1,3.
b. 2-метилбутен-1 - это соединение с четырьмя углеродными атомами и одной двойной связью между первым и вторым атомами. Оно также не является изомером пентадиену-1,3.
c. 2-метилпентадиен-1,3 - это соединение с пятью углеродными атомами, также имеющее двойные связи между первым и вторым, а также между третьим и четвертым атомами. Это именно изомер пентадиену-1,3.
d. циклопентан - это соединение с пятью углеродными атомами, образующими кольцо. Оно не содержит двойных связей и не является изомером пентадиену-1,3.
e. пентадиен-1,4 - это соединение с пятью углеродными атомами, имеющее двойные связи между первым и четвертым, а также между вторым и третьим атомами. Также не является изомером пентадиену-1,3.
Таким образом, из данных ответов только соединение c. 2-метилпентадиен-1,3 является изомером пентадиену-1,3.
1. Найти массовую долю кислорода в органической кислоте. Для этого вычтем сумму массовых долей углерода и водорода из 100%:
Массовая доля кислорода = 100% - (54,55% + 9,09%) = 36,36%.
2. Рассчитать массу каждого элемента в 100 граммах органической кислоты. Для этого умножим массовую долю каждого элемента на массу 100 граммов:
Масса углерода = 54,55 г.
Масса водорода = 9,09 г.
Масса кислорода = 36,36 г.
3. Определить количество молей каждого элемента, используя молярную массу элемента. Молярная масса водорода равна 1 г/моль, углерода 12 г/моль, а кислорода 16 г/моль:
Количество молей углерода = масса углерода / молярная масса углерода = 54,55 г / 12 г/моль = 4,54 моль.
Количество молей водорода = масса водорода / молярная масса водорода = 9,09 г / 1 г/моль = 9,09 моль.
Количество молей кислорода = масса кислорода / молярная масса кислорода = 36,36 г / 16 г/моль = 2,27 моль.
4. Найти отношение числа атомов углерода, водорода и кислорода в молекуле органической кислоты. Для этого разделим количество молей каждого элемента на наименьшее количество молей в молекуле. В данном случае наименьшее количество молей имеет кислород:
Отношение молей углерода = количество молей углерода / количество молей кислорода = 4,54 моль / 2,27 моль = 2.
Отношение молей водорода = количество молей водорода / количество молей кислорода = 9,09 моль / 2,27 моль = 4.
5. Выразить отношение количества атомов через целые числа, приведя их к наименьшему общему знаменателю:
Отношение атомов углерода = 2.
Отношение атомов водорода = 4.
Отношение атомов кислорода = 1.
6. Составить структурную формулу двух изомеров органической кислоты, исходя из отношения количества атомов углерода, водорода и кислорода:
Первый изомер: H
|
C
|||
C - C
||
O
Второй изомер: O
||
C - C
|||
C
|
H
7. Назвать изомеры органической кислоты по систематической номенклатуре. Название органической кислоты зависит от числа атомов углерода в молекуле. В данном случае у нас имеются два изомера:
- Первый изомер содержит 3 атома углерода, поэтому он называется пропановой кислотой.
- Второй изомер содержит 2 атома углерода, поэтому он называется уксусной кислотой.
Таким образом, молекулярная формула органической кислоты с данным составом - C3H4O2, а структурные формулы ее двух изомеров - пропановая кислота и уксусная кислота.
Изомерия - это явление, когда у двух соединений одинаковый молекулярный состав, но различное строение и свойства. То есть, у изомеров будет одинаковое количество атомов каждого элемента, но атомы будут располагаться и связываться по-разному.
Сейчас мы рассматриваем пентадиену-1,3, соединение с пятью углеродными атомами, которое имеет двойные связи между первым и вторым, а также между третьим и четвертым углеродными атомами.
Теперь давайте посмотрим варианты ответов и проведем их анализ:
a. пентин-2 - это соединение с пятью углеродными атомами, имеющее одну тройную связь между вторым и третьим атомами. Таким образом, пентин-2 не является изомером пентадиену-1,3.
b. 2-метилбутен-1 - это соединение с четырьмя углеродными атомами и одной двойной связью между первым и вторым атомами. Оно также не является изомером пентадиену-1,3.
c. 2-метилпентадиен-1,3 - это соединение с пятью углеродными атомами, также имеющее двойные связи между первым и вторым, а также между третьим и четвертым атомами. Это именно изомер пентадиену-1,3.
d. циклопентан - это соединение с пятью углеродными атомами, образующими кольцо. Оно не содержит двойных связей и не является изомером пентадиену-1,3.
e. пентадиен-1,4 - это соединение с пятью углеродными атомами, имеющее двойные связи между первым и четвертым, а также между вторым и третьим атомами. Также не является изомером пентадиену-1,3.
Таким образом, из данных ответов только соединение c. 2-метилпентадиен-1,3 является изомером пентадиену-1,3.