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.
Указание на арен и на два первичных атома углерода позволяет заключить, что в молекуле исходного алкана не менее восьми атомов углерода. Запишем уравнение ароматизации: С(n)H(2n+2) → C(n)H(2n-6) + 4H₂ Находим количество вещества водорода: ν(H₂) = V(H₂) : Vm = 2,24 л : 22,4 л/моль = 0,100 моль. Количество вещества исходного алкана в 4 раза меньше, т.е. 0,025 моль. Тогда молярная масса алкана равна 2,85 г : 0,025 моль = 114 г/моль. Такой молярной массе соответствует н-октан. Значит в арене также 8 атомов углерода, при этом 6 формируют бензольное колцо и не являются первичными. Значит оставшиеся 2 атома углерода являются первичными, следовательно, являются заместителями (метилами). Полученный арен - орто-ксилол.
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 ароматизации:
С(n)H(2n+2) → C(n)H(2n-6) + 4H₂
Находим количество вещества водорода:
ν(H₂) = V(H₂) : Vm = 2,24 л : 22,4 л/моль = 0,100 моль.
Количество вещества исходного алкана в 4 раза меньше, т.е. 0,025 моль. Тогда молярная масса алкана равна 2,85 г : 0,025 моль = 114 г/моль.
Такой молярной массе соответствует н-октан.
Значит в арене также 8 атомов углерода, при этом 6 формируют бензольное колцо и не являются первичными. Значит оставшиеся 2 атома углерода являются первичными, следовательно, являются заместителями (метилами). Полученный арен - орто-ксилол.