При сгорании некоторого органического вещества массой 4,68 г получили 4,48 л углекислого газа (н. у.), 448 мл азота (н. у.) и 3,96 г воды. При нагревании с раствором гидроксида натрия данное вещество подвергается гидролизу, продуктами которого являются соль природной аминокислоты и вторичный 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 гидроксида натрия.
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 гидроксида натрия.
💡 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 = $4,48 л/22,4 л/моль = 0,2 моль$ отсюда $\nu ( $C ) = 0,2 моль; m ( C ) = 2,4 г$
$\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 ) = 3,96 г/18 г/моль = 0,22 моль$ отсюда $\nu ( $H ) = 0,44 моль; m ( H ) = 0,44 г$
Вычислим массу и количество вещества кислорода, входящего в состав органического соединения:
$m ( O ) = m ( орг.в - во ) – m ( C ) – m ( N ) – m ( H ) = 4,68 г – 2,4 г – 0,56 г – 0,44 г = 1,28 г$
$\nu ( $O ) = 1,28 г/16 г/моль = 0,08 моль$
Обозначим молекулярную формулу органического вещества как CxHyNzOw, тогда
$x : y : z : w = 0,2 : 0,44 : 0,04 : 0,08 = 5 : 11 : 1 : 2$
2. Молекулярная формула органического соединения — C5H11NO2.
3. Поскольку исходное органическое вещество подвергается гидролизу и при гидролизе в присутствии гидроксида натрия образуются соль природной аминокислоты (аминоацетат натрия) и вторичный спирт (изопропанол), то этим соединением является изопропиловый эфир аминоуксусной кислоты:
$\ChemForm\put ( 120, - 270 ) \tetrahedral0==CH_2$;2==H_2$N;4==\tetrahedral0==C;2== ( yl ) ;3D==O;4==O - - - \tetrahedral0==CH;2== ( yl ) ;3==CH_3$;4==CH_3$$
4. В присутствии гидроксида натрия изопропиловый эфир аминоуксусной кислоты гидролизуется с образованием аминоацетата натрия и изопропанола:
$\ChemForm\put ( 120, - 270 ) \tetrahedral0==CH_2$;2==H_2$N;4==\tetrahedral0==C;2== ( yl ) ;3D==O;4==O - - - \tetrahedral0==CH;2== ( yl ) ;3==CH_3$;4==CH_3$ + NaOH_ ( водн. ) \reactrarrow0pt1 cm \put ( 420, - 270 ) \tetrahedral0==C;2==H_2$N - - - CH_2$;3D==O;4==ONa + \put ( 120, - 270 ) \tetrahedral0==CH;2==CH_3$;3==CH_3$;4==OH$
$\nu ( $CO_2 ) = V ( $CO_2 ) /V_m = $4,48 л/22,4 л/моль = 0,2 моль$ отсюда $\nu ( $C ) = 0,2 моль; m ( C ) = 2,4 г$
$\nu ( $N_2 ) = V ( $N_2 ) /V_m = $0,448 л/22,4 л/моль = 0,02 моль$ отсюда $\nu ( $N ) = 0,04 моль; m ( N ) = 0,56 г$
$\nu ( $H_2$O ) = m ( H_2$O ) /M ( H_2$O ) = 3,96 г/18 г/моль = 0,22 моль$ отсюда $\nu ( $H ) = 0,44 моль; m ( H ) = 0,44 г$
Вычислим массу и количество вещества кислорода, входящего в состав органического соединения:
$m ( O ) = m ( орг.в - во ) – m ( C ) – m ( N ) – m ( H ) = 4,68 г – 2,4 г – 0,56 г – 0,44 г = 1,28 г$
$\nu ( $O ) = 1,28 г/16 г/моль = 0,08 моль$
Обозначим молекулярную формулу органического вещества как CxHyNzOw, тогда
$x : y : z : w = 0,2 : 0,44 : 0,04 : 0,08 = 5 : 11 : 1 : 2$
2. Молекулярная формула органического соединения — C5H11NO2.
3. Поскольку исходное органическое вещество подвергается гидролизу и при гидролизе в присутствии гидроксида натрия образуются соль природной аминокислоты (аминоацетат натрия) и вторичный спирт (изопропанол), то этим соединением является изопропиловый эфир аминоуксусной кислоты:
$\ChemForm\put ( 120, - 270 ) \tetrahedral0==CH_2$;2==H_2$N;4==\tetrahedral0==C;2== ( yl ) ;3D==O;4==O - - - \tetrahedral0==CH;2== ( yl ) ;3==CH_3$;4==CH_3$$
4. В присутствии гидроксида натрия изопропиловый эфир аминоуксусной кислоты гидролизуется с образованием аминоацетата натрия и изопропанола:
$\ChemForm\put ( 120, - 270 ) \tetrahedral0==CH_2$;2==H_2$N;4==\tetrahedral0==C;2== ( yl ) ;3D==O;4==O - - - \tetrahedral0==CH;2== ( yl ) ;3==CH_3$;4==CH_3$ + NaOH_ ( водн. ) \reactrarrow0pt1 cm \put ( 420, - 270 ) \tetrahedral0==C;2==H_2$N - - - CH_2$;3D==O;4==ONa + \put ( 120, - 270 ) \tetrahedral0==CH;2==CH_3$;3==CH_3$;4==OH$
📚 Похожие разобранные задания по предмету:
ID 122742 • Задание №24
Установите соответствие между парами веществ и реагентами, с помощью которых их можно различить: к каждой пози...
ID 172555 • Задание №6
Какие два утверждения верны для характеристики как фосфора, так и кремния?
1) Имеет 4 валентных электрона.
2...
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...