При сгорании некоторого органического вещества массой 4,12 г получено 3,584 л углекислого газа (н. у.), 448 мл азота (н. у.) и 3,24 г воды. При нагревании с соляной кислотой данное вещество подвергается гидролизу, продуктами которого являются соединения состава $\ChemFormC_2H_6NO_2Cl$ и спирт.
На основании данных условия задачи:
1) произведите вычисления, необходимые для нахождения формулы исходного органического вещества;
2) установите его молекулярную формулу;
3) составьте структурную формулу этого вещества, которая отражает порядок связей атомов в молекуле;
4) напишите уравнение реакции гидролиза этого вещества в присутствии соляной кислоты.
На основании данных условия задачи:
1) произведите вычисления, необходимые для нахождения формулы исходного органического вещества;
2) установите его молекулярную формулу;
3) составьте структурную формулу этого вещества, которая отражает порядок связей атомов в молекуле;
4) напишите уравнение реакции гидролиза этого вещества в присутствии соляной кислоты.
💡 Пошаговый разбор и решение:
1. Вычислим количества веществ углекислого газа, азота и воды, образующихся при сгорании органического вещества, а также количества и массы входящих в них элементов.
$\nu ( $CO_2 ) = V ( $CO_2 ) /V_m = $3,584 л/22,4 л/моль = 0,16 моль$ отсюда $\nu ( $C ) = 0,16 моль; m ( C ) = 1,92 г$
$\nu ( $N_2 ) = V ( $N_2 ) /V_m = $0,448 л/22,4 л/моль = 0,02 моль$ отсюда $\nu ( $N ) = 0,04 моль; m ( N ) = 0,56 г$
$\nu ( $H_2$O ) = m ( H_2$O ) /M ( H_2$O ) = 3,24 г/18 г/моль = 0,18 моль$ отсюда $\nu ( $H ) = 0,36 моль; m ( H ) = 0,36 г$
Вычислим массу и количество вещества кислорода, входящего в состав органического соединения:
$m ( O ) = m ( орг.в - во ) – m ( C ) – m ( N ) – m ( H ) = 4,12 г – 1,92 г – 0,56 г – 0,36 г = 1,28 г$
$\nu ( $O ) = 1,28 г/16 г/моль = 0,08 моль$
Обозначим молекулярную формулу органического вещества CxHyNzOw, тогда
$x : y : z : w = 0,16 : 0,36 : 0,04 : 0,08 = 4 : 9 : 1 : 2$
2. Молекулярная формула органического соединения — C4H9NO2.
3. Поскольку исходное органическое вещество подвергается гидролизу и при гидролизе в присутствии соляной кислоты образует соединение C2H6NO2Cl (гидрохлорид аминоуксусной кислоты) и спирт (этанол), то этим соединением является этиловый эфир аминоуксусной кислоты:
$\ChemForm\put ( 120, - 270 ) \tetrahedral0==CH_2$;2==H_2$N;4==\tetrahedral0==C;2== ( yl ) ;3D==O;4==O - - - CH_2$ - - - CH_3$$
4. В присутствии соляной кислоты этиловый эфир аминоуксусной кислоты гидролизуется с образованием гидрохлорида аминоуксусной кислоты и этанола (помимо гидролиза хлороводород образует соль с молекулой глицина):
$\ChemForm\put ( 120, - 270 ) \tetrahedral0==CH_2$;2==H_2$N;4==\tetrahedral0==C;2== ( yl ) ;3D==O;4==O - - - CH_2$ - - - CH_3$ + HCl + H_2O \reactrarrow0pt1 cm \put ( 120, - 270 ) \tetrahedral0==C;2==HO;3D==O;4==\tetrahedral0==CH_2$;2== ( yl ) ;4==NH_3$ в степени ( + ) $Cl в степени ( - ) $ + CH_3 - CH_2 - OH$
$\nu ( $CO_2 ) = V ( $CO_2 ) /V_m = $3,584 л/22,4 л/моль = 0,16 моль$ отсюда $\nu ( $C ) = 0,16 моль; m ( C ) = 1,92 г$
$\nu ( $N_2 ) = V ( $N_2 ) /V_m = $0,448 л/22,4 л/моль = 0,02 моль$ отсюда $\nu ( $N ) = 0,04 моль; m ( N ) = 0,56 г$
$\nu ( $H_2$O ) = m ( H_2$O ) /M ( H_2$O ) = 3,24 г/18 г/моль = 0,18 моль$ отсюда $\nu ( $H ) = 0,36 моль; m ( H ) = 0,36 г$
Вычислим массу и количество вещества кислорода, входящего в состав органического соединения:
$m ( O ) = m ( орг.в - во ) – m ( C ) – m ( N ) – m ( H ) = 4,12 г – 1,92 г – 0,56 г – 0,36 г = 1,28 г$
$\nu ( $O ) = 1,28 г/16 г/моль = 0,08 моль$
Обозначим молекулярную формулу органического вещества CxHyNzOw, тогда
$x : y : z : w = 0,16 : 0,36 : 0,04 : 0,08 = 4 : 9 : 1 : 2$
2. Молекулярная формула органического соединения — C4H9NO2.
3. Поскольку исходное органическое вещество подвергается гидролизу и при гидролизе в присутствии соляной кислоты образует соединение C2H6NO2Cl (гидрохлорид аминоуксусной кислоты) и спирт (этанол), то этим соединением является этиловый эфир аминоуксусной кислоты:
$\ChemForm\put ( 120, - 270 ) \tetrahedral0==CH_2$;2==H_2$N;4==\tetrahedral0==C;2== ( yl ) ;3D==O;4==O - - - CH_2$ - - - CH_3$$
4. В присутствии соляной кислоты этиловый эфир аминоуксусной кислоты гидролизуется с образованием гидрохлорида аминоуксусной кислоты и этанола (помимо гидролиза хлороводород образует соль с молекулой глицина):
$\ChemForm\put ( 120, - 270 ) \tetrahedral0==CH_2$;2==H_2$N;4==\tetrahedral0==C;2== ( yl ) ;3D==O;4==O - - - CH_2$ - - - CH_3$ + HCl + H_2O \reactrarrow0pt1 cm \put ( 120, - 270 ) \tetrahedral0==C;2==HO;3D==O;4==\tetrahedral0==CH_2$;2== ( yl ) ;4==NH_3$ в степени ( + ) $Cl в степени ( - ) $ + CH_3 - CH_2 - OH$
📚 Похожие разобранные задания по предмету:
ID 124216 • Задание №29
Из предложенного перечня веществ выберите вещества, между которыми окислительно-восстановительная реакция про...
ID 117202 • Задание №6
В колбу с окрашенным раствором соли Х добавили раствор вещества Y. В результате реакции выделился бесцветный г...
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...