При сгорании некоторого органического вещества массой 20,6 г получили 17,92 л углекислого газа (н. у.), 2,24 л азота (н. у.) и 16,2 г воды. При нагревании с раствором гидроксида калия данное вещество подвергается гидролизу, продуктами которого являются соль природной аминокислоты и этанол.
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 калия.
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 калия.
💡 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 = $17,92 л/22,4 л/моль = 0,8 моль$ отсюда $\nu ( $C ) = 0,8 моль; m ( C ) = 9,6 г$
$\nu ( $N_2 ) = V ( $N_2 ) /V_m = $2,24 л/22,4 л/моль = 0,1 моль$ отсюда $\nu ( $N ) = 0,2 моль; m ( N ) = 2,8 г$
$\nu ( $H_2$O ) = m ( H_2$O ) /M ( H_2$O ) = 16,2 г/18 г/моль = 0,9 моль$ отсюда $\nu ( $H ) = 1,8 моль; m ( H ) = 1,8 г$
Вычислим массу и количество вещества кислорода, входящего в состав органического соединения:
$m ( O ) = m ( орг.в - во ) – m ( C ) – m ( N ) – m ( H ) = 20,6 г – 9,6 г – 2,8 г – 1,8 г = 6,4 г$
$\nu ( $O ) = 6,4 г/16 г/моль = 0,4 моль$
Обозначим молекулярную формулу органического вещества как CxHyNzOw, тогда
$x : y : z : w = 0,8 : 1,8 : 0,2 : 0,4 = 4 : 9 : 1 : 2$
2. Молекулярная формула органического соединения — C4H9NO2.
3. Поскольку исходное органическое вещество подвергается гидролизу и при гидролизе в присутствии гидроксида калия образуются соль природной аминокислоты и этанол, то этим веществом является этиловый эфир аминоуксусной кислоты:
$\ChemForm\put ( 420, - 270 ) \tetrahedral0==C;2==H_2$N - - - CH_2$;3D==O;4==O - - - CH_2$ - - - CH_3$$
4. В присутствии гидроксида калия этиловый эфир аминоуксусной кислоты гидролизуется с образованием аминоацетата калия и этанола:
$\ChemForm\put ( 420, - 270 ) \tetrahedral0==C;2==H_2$N - - - CH_2$;3D==O;4==O - - - CH_2$ - - - CH_3$ + KOH_ ( водн. ) \reactrarrow0pt1 cm \put ( 420, - 270 ) \tetrahedral0==C;2==H_2$N - - - CH_2$;3D==O;4==OK + CH_3 - CH_2 - OH$
$\nu ( $CO_2 ) = V ( $CO_2 ) /V_m = $17,92 л/22,4 л/моль = 0,8 моль$ отсюда $\nu ( $C ) = 0,8 моль; m ( C ) = 9,6 г$
$\nu ( $N_2 ) = V ( $N_2 ) /V_m = $2,24 л/22,4 л/моль = 0,1 моль$ отсюда $\nu ( $N ) = 0,2 моль; m ( N ) = 2,8 г$
$\nu ( $H_2$O ) = m ( H_2$O ) /M ( H_2$O ) = 16,2 г/18 г/моль = 0,9 моль$ отсюда $\nu ( $H ) = 1,8 моль; m ( H ) = 1,8 г$
Вычислим массу и количество вещества кислорода, входящего в состав органического соединения:
$m ( O ) = m ( орг.в - во ) – m ( C ) – m ( N ) – m ( H ) = 20,6 г – 9,6 г – 2,8 г – 1,8 г = 6,4 г$
$\nu ( $O ) = 6,4 г/16 г/моль = 0,4 моль$
Обозначим молекулярную формулу органического вещества как CxHyNzOw, тогда
$x : y : z : w = 0,8 : 1,8 : 0,2 : 0,4 = 4 : 9 : 1 : 2$
2. Молекулярная формула органического соединения — C4H9NO2.
3. Поскольку исходное органическое вещество подвергается гидролизу и при гидролизе в присутствии гидроксида калия образуются соль природной аминокислоты и этанол, то этим веществом является этиловый эфир аминоуксусной кислоты:
$\ChemForm\put ( 420, - 270 ) \tetrahedral0==C;2==H_2$N - - - CH_2$;3D==O;4==O - - - CH_2$ - - - CH_3$$
4. В присутствии гидроксида калия этиловый эфир аминоуксусной кислоты гидролизуется с образованием аминоацетата калия и этанола:
$\ChemForm\put ( 420, - 270 ) \tetrahedral0==C;2==H_2$N - - - CH_2$;3D==O;4==O - - - CH_2$ - - - CH_3$ + KOH_ ( водн. ) \reactrarrow0pt1 cm \put ( 420, - 270 ) \tetrahedral0==C;2==H_2$N - - - CH_2$;3D==O;4==OK + CH_3 - CH_2 - OH$
📚 Похожие разобранные задания по предмету:
ID 120988 • Задание №18
Из предложенного перечня выберите все воздействия, которые приводят к увеличению скорости реакции между цинком...
ID 173507 • Задание №16
Из перечисленных суждений о правилах безопасной работы в лаборатории выберите одно или несколько верных.
1. ...
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...