При сгорании 5,1 г неизвестного органического вещества А в качестве единственных продуктов сгорания образовались 5,6 л углекислого газа и пары воды (н. у.). Массовая доля кислорода в этом соединении в 3,2 раза больше массовой доли водорода. Также известно, что данное вещество вступает в реакцию кислотного гидролиза с образованием только двух веществ. Первое вещество способно вступать в реакцию «серебряного зеркала», а второе устойчиво к окислению оксидом меди(ІІ).
На основании данных условия задания:
1) проведите необходимые вычисления (указывайте единицы измерения искомых физических величин) и установите молекулярную формулу исходного органического вещества;
2) составьте структурную формулу этого вещества, которая однозначно отражает порядок связи атомов в его молекуле;
3) напишите уравнение гидролиза вещества в присутствии серной кислоты (используйте структурные формулы органических веществ).
На основании данных условия задания:
1) проведите необходимые вычисления (указывайте единицы измерения искомых физических величин) и установите молекулярную формулу исходного органического вещества;
2) составьте структурную формулу этого вещества, которая однозначно отражает порядок связи атомов в его молекуле;
3) напишите уравнение гидролиза вещества в присутствии серной кислоты (используйте структурные формулы органических веществ).
💡 Пошаговый разбор и решение:
1. Найдем молекулярную формулу вещества:
$\it\nu\rm ( C ) = \it\nu\rm ( CO_2 ) = 5,6/22,4 = 0,25 моль$
$\it m\rm ( C ) = 0,25 \cdot 12 = 3 г$
$\it\omega\rm ( C ) = 100\% \cdot \it m\rm ( C ) /\it m\rm ( A ) = 100\% \cdot 3/5,1= 58,82\%$
$\it\omega\rm ( O ) + \omega\rm ) H ) = 100\% - 58,82\%= 41,18\%$
Пусть массовая доля водорода равна $x\rm \%$ а массовая доля кислорода $y\rm \%$ Следовательно, будут справедливыми уравнения:
$x + y = 41,18$
$y=41,18 - x$
Исходя из условия $\frac{\omega\rm ( O )}{\omega\rm ( H )} = 3,2$ тогда:
$\frac{41,18 - x}{x} =3,2$
$41,18 - x=3,2x$
$x=9,8$
Тогда $\omega\rm ( H ) =9,8\%, \omega\rm ( O ) =41,18\% - 9,8\%=31,38\%$
$\it m\rm ( H ) = 5,1 \cdot 9,8/100 = 0,5 г$
$\it\nu\rm ( H ) = 0,5/1 = 0,5 моль$
$\it m\rm ( O ) = 5,1 \cdot 31,38/100 = 1,6 г$
$\it\nu\rm ( O ) = 1,6/16 = 0,1 моль$
$\nu\rm ( C ) :\nu\rm ( H ) :\nu\rm ( O ) =0,25:0,5:0,1=5:10:2$
Простейшая формула вещества: $\ChemFormC_5H_10O_2$
2. Если предположить, что данная формула является истинной, то подходящим условию задачи решением будет являться сложный эфир муравьиной кислоты и трет-бутилового спирта:
$\ChemForm\put ( 200,0 ) \rtrigonal0==C;3D==O;1==H;2==O - - - \tetrahedral0==C;1==CH_3$;2== ( yl ) ;3==CH_3$;4==CH_3$$
3. Составим уравнение реакции гидролиза:
$\ChemForm\put ( 100, - 180 ) \rtrigonal0==C;3D==O;1==H;2==O - - - \tetrahedral0==C;1==CH_3$;2== ( yl ) ;3==CH_3$;4==CH_3$ + H_2O \reactrarrow0pt1 cm\put ( 100, - 260 ) \rtrigonal0==C;3D==O;1==H;2==OH + \put ( 100, - 300 ) \tetrahedral0==C;1==CH_3$;2==HO;3==CH_3$;4==CH_3$.}$
$\it\nu\rm ( C ) = \it\nu\rm ( CO_2 ) = 5,6/22,4 = 0,25 моль$
$\it m\rm ( C ) = 0,25 \cdot 12 = 3 г$
$\it\omega\rm ( C ) = 100\% \cdot \it m\rm ( C ) /\it m\rm ( A ) = 100\% \cdot 3/5,1= 58,82\%$
$\it\omega\rm ( O ) + \omega\rm ) H ) = 100\% - 58,82\%= 41,18\%$
Пусть массовая доля водорода равна $x\rm \%$ а массовая доля кислорода $y\rm \%$ Следовательно, будут справедливыми уравнения:
$x + y = 41,18$
$y=41,18 - x$
Исходя из условия $\frac{\omega\rm ( O )}{\omega\rm ( H )} = 3,2$ тогда:
$\frac{41,18 - x}{x} =3,2$
$41,18 - x=3,2x$
$x=9,8$
Тогда $\omega\rm ( H ) =9,8\%, \omega\rm ( O ) =41,18\% - 9,8\%=31,38\%$
$\it m\rm ( H ) = 5,1 \cdot 9,8/100 = 0,5 г$
$\it\nu\rm ( H ) = 0,5/1 = 0,5 моль$
$\it m\rm ( O ) = 5,1 \cdot 31,38/100 = 1,6 г$
$\it\nu\rm ( O ) = 1,6/16 = 0,1 моль$
$\nu\rm ( C ) :\nu\rm ( H ) :\nu\rm ( O ) =0,25:0,5:0,1=5:10:2$
Простейшая формула вещества: $\ChemFormC_5H_10O_2$
2. Если предположить, что данная формула является истинной, то подходящим условию задачи решением будет являться сложный эфир муравьиной кислоты и трет-бутилового спирта:
$\ChemForm\put ( 200,0 ) \rtrigonal0==C;3D==O;1==H;2==O - - - \tetrahedral0==C;1==CH_3$;2== ( yl ) ;3==CH_3$;4==CH_3$$
3. Составим уравнение реакции гидролиза:
$\ChemForm\put ( 100, - 180 ) \rtrigonal0==C;3D==O;1==H;2==O - - - \tetrahedral0==C;1==CH_3$;2== ( yl ) ;3==CH_3$;4==CH_3$ + H_2O \reactrarrow0pt1 cm\put ( 100, - 260 ) \rtrigonal0==C;3D==O;1==H;2==OH + \put ( 100, - 300 ) \tetrahedral0==C;1==CH_3$;2==HO;3==CH_3$;4==CH_3$.}$
📚 Похожие разобранные задания по предмету:
ID 124019 • Задание №28
В результате реакции, термохимическое уравнение которой
$2Сl$_2$O$_7$ = 2Сl$_2$ плюс 7O$_2$ плюс 574 кДж$
выд...
ID 120817 • Задание №17
Установите соответствие между химической реакцией и типами реакций, к которым она относится: к каждой позиции,...
Официальные критерии проверки ФИПИ:
Критерии проверки:
Критерии оценивания выполнения задания | Баллы
Ответ правильный и полный, содержит следующие элементы:
— правильно произведены вычисления, необходимые для установления молекулярной формулы вещества, и записана молекулярная формула вещества;
— записана структурная формула органического вещества, которая отражает порядок связи и взаимное расположение заместителей и функциональных групп в молекуле в соответствии с условием задания;
— с использованием структурной формулы органического вещества записано уравнение реакции, на которую дается указание в условии задания | 3
Правильно записаны два элемента ответа | 2
Правильно записан один элемент ответа | 1
Все элементы ответа записаны неверно | 0
Максимальный балл | 3
Критерии оценивания выполнения задания | Баллы
Ответ правильный и полный, содержит следующие элементы:
— правильно произведены вычисления, необходимые для установления молекулярной формулы вещества, и записана молекулярная формула вещества;
— записана структурная формула органического вещества, которая отражает порядок связи и взаимное расположение заместителей и функциональных групп в молекуле в соответствии с условием задания;
— с использованием структурной формулы органического вещества записано уравнение реакции, на которую дается указание в условии задания | 3
Правильно записаны два элемента ответа | 2
Правильно записан один элемент ответа | 1
Все элементы ответа записаны неверно | 0
Максимальный балл | 3
🔗 Другие задания линии №33 по предмету Химия:
ID 125873
Органическое вещество А содержит 11,97% азота, 9,40% водорода и 27,35% кислорода по массе и обр...
ID 125874
Органическое вещество А содержит 38,71% углерода и 51,61% кислорода по массе, остальное — водо...
ID 125875
Органическое вещество А содержит 57,83% углерода и 38,55% кислорода по массе, остальное — водо...
ID 125876
Двухосновная органическая кислота А представляет собой бесцветное твердое вещество, хорошо раст...
ID 125877
Двухосновная органическая кислота А представляет собой бесцветное твердое вещество, умеренно ра...