При сгорании органического вещества А массой 5,19 г получили 4,032 л (н. у.) углекислого газа, 2,43 г бромоводорода и 1,08 г воды. В молекуле органического соединения А функциональные группы находятся на максимальном расстоянии друг от друга.
На основании данных условия задачи:
1) проведите необходимые вычисления (указывайте единицы измерения искомых физических величин) и установите молекулярную формулу вещества А;
2) составьте структурную формулу вещества А, которая однозначно отражает порядок связи атомов в его молекуле;
3) напишите уравнение реакции образования вещества Б при гидролизе вещества А с избытком водного раствора гидроксида калия (используйте структурные формулы органических веществ).
На основании данных условия задачи:
1) проведите необходимые вычисления (указывайте единицы измерения искомых физических величин) и установите молекулярную формулу вещества А;
2) составьте структурную формулу вещества А, которая однозначно отражает порядок связи атомов в его молекуле;
3) напишите уравнение реакции образования вещества Б при гидролизе вещества А с избытком водного раствора гидроксида калия (используйте структурные формулы органических веществ).
💡 Пошаговый разбор и решение:
1. Определим молекулярную формулу органического вещества А.
Общая формула вещества — $\ChemFormC_kH_lBr_mO_n$
Запишем схему реакции горения:
$\rm C_\it kH_\it lBr_\it mO_\it n + ... O_2 arrow \it k\rm CO_2 + $\frac{\it l}{2}$ H_2O + \it m \rm HBr$
$\nu ( \rm C ) = \nu ( CO_2 ) = $\frac{\it V ( \rm CO_2 )}{\it V_M ( \rm CO_2 )}$ = $\frac{4,032}{22,4}$ = 0,18 моль$
$\it m\rm ( C ) = 0,18 \cdot 12 = 2,16 г$
$\nu ( \rm Br ) = \nu ( HBr ) = $\frac{\it m ( \rm HBr )}{\it M ( \rm HBr )}$ = $\frac{2,43}{81}$ = 0,03 моль$
$\it m\rm ( Br ) = 0,03 \cdot 80 = 2,4 г$
$\nu\rm ( H ) = 2 \cdot \nu ( H_2O ) + \nu ( \rm HBr ) = $\frac{2 \cdot \it m ( \rm H_2O )}{\it M ( \rm H_2O )}$ + $\frac{\it V ( \rm HBr )}{\it V_M ( \rm HBr )}$ = $\frac{2 \cdot 1,08}{18}$ + $\frac{2,43}{81}$ = 0,15 моль$ $\nu\rm ( H ) = 2 \cdot \nu ( H_2O ) + \nu ( \rm HBr ) = $\frac{2 \cdot \it m ( \rm H_2O )}{\it M ( \rm H_2O )}$ + $\frac{\it V ( \rm HBr )}{\it V_M ( \rm HBr )}$ =$
$= $\frac{2 \cdot 1,08}{18}$ + $\frac{2,43}{81}$ = 0,15 моль$ $\nu\rm ( H ) = 2 \cdot \nu ( H_2O ) + \nu ( \rm HBr ) =$
$= $\frac{2 \cdot \it m ( \rm H_2O )}{\it M ( \rm H_2O )}$ + $\frac{\it V ( \rm HBr )}{\it V_M ( \rm HBr )}$ =$
$= $\frac{2 \cdot 1,08}{18}$ + $\frac{2,43}{81}$ = 0,15 моль$
$\it m\rm ( H ) = 0,15 \cdot 1 = 0,15 г$
$\it m\rm ( O ) = \it m\rm ( A ) - \it m\rm ( C ) - \it m\rm ( H ) - \it m\rm ( Br ) = 5,19 - 2,16 - 0,15 - 2,4 = 0,48 г$ $\it m\rm ( O ) = \it m\rm ( A ) - \it m\rm ( C ) - \it m\rm ( H ) - \it m\rm ( Br ) =$
$= 5,19 - 2,16 - 0,15 - 2,4 = 0,48 г$
$\nu \rm ( O ) = $\frac{\it m ( \rm O )}{\it M ( \rm O )}$ = $\frac{0,48}{16}$ = 0,03 моль$
$k : l : m : n = \nu ( \rm C ) : \nu ( H ) : \nu ( Br ) : \nu ( O ) = 0,18 : 0,15 : 0,03 : 0:03 = 6 : 5 : 1 : 1$ $k : l : m : n = \nu ( \rm C ) : \nu ( H ) : \nu ( Br ) : \nu ( O ) =$
$= 0,18 : 0,15 : 0,03 : 0:03 = 6 : 5 : 1 : 1$
Простейшая формула исходного вещества — $С_6$H_5$BrO$
Суммарное число атомов водорода и брома = 6, что является максимально возможным при шести атомах углерода (соответствует формуле $\ChemFormC_nH_n$ при $n=6$ ). Значит, простейшая формула является молекулярной формулой исходного вещества.
Из молекулярной формулы можем определить, что вещество А содержит фенильное кольцо, гидроксильную группу, и бром в качестве заместителя в кольце. Так как по условию дано, что заместители расположены на максимальном расстоянии друг от друга, то бром находится в пара положении относительно гидроксильной группы.
2. Составим структурную формулу А:
$\bzdrv2== ( yl ) ;1==OH;4==Br$
3. Составим уравнение реакции:
$\bzdrv2== ( yl ) ;1==OH;4==Br + 3KOH\reactrarrow1 cm\scriptsize\scriptsize \bzdrv2== ( yl ) ;1==O в степени ( - ) _$K в степени ( + ) _$;4==O в степени ( - ) _$K в степени ( + ) _$ + KBr + 2H_2$O$
Общая формула вещества — $\ChemFormC_kH_lBr_mO_n$
Запишем схему реакции горения:
$\rm C_\it kH_\it lBr_\it mO_\it n + ... O_2 arrow \it k\rm CO_2 + $\frac{\it l}{2}$ H_2O + \it m \rm HBr$
$\nu ( \rm C ) = \nu ( CO_2 ) = $\frac{\it V ( \rm CO_2 )}{\it V_M ( \rm CO_2 )}$ = $\frac{4,032}{22,4}$ = 0,18 моль$
$\it m\rm ( C ) = 0,18 \cdot 12 = 2,16 г$
$\nu ( \rm Br ) = \nu ( HBr ) = $\frac{\it m ( \rm HBr )}{\it M ( \rm HBr )}$ = $\frac{2,43}{81}$ = 0,03 моль$
$\it m\rm ( Br ) = 0,03 \cdot 80 = 2,4 г$
$\nu\rm ( H ) = 2 \cdot \nu ( H_2O ) + \nu ( \rm HBr ) = $\frac{2 \cdot \it m ( \rm H_2O )}{\it M ( \rm H_2O )}$ + $\frac{\it V ( \rm HBr )}{\it V_M ( \rm HBr )}$ = $\frac{2 \cdot 1,08}{18}$ + $\frac{2,43}{81}$ = 0,15 моль$ $\nu\rm ( H ) = 2 \cdot \nu ( H_2O ) + \nu ( \rm HBr ) = $\frac{2 \cdot \it m ( \rm H_2O )}{\it M ( \rm H_2O )}$ + $\frac{\it V ( \rm HBr )}{\it V_M ( \rm HBr )}$ =$
$= $\frac{2 \cdot 1,08}{18}$ + $\frac{2,43}{81}$ = 0,15 моль$ $\nu\rm ( H ) = 2 \cdot \nu ( H_2O ) + \nu ( \rm HBr ) =$
$= $\frac{2 \cdot \it m ( \rm H_2O )}{\it M ( \rm H_2O )}$ + $\frac{\it V ( \rm HBr )}{\it V_M ( \rm HBr )}$ =$
$= $\frac{2 \cdot 1,08}{18}$ + $\frac{2,43}{81}$ = 0,15 моль$
$\it m\rm ( H ) = 0,15 \cdot 1 = 0,15 г$
$\it m\rm ( O ) = \it m\rm ( A ) - \it m\rm ( C ) - \it m\rm ( H ) - \it m\rm ( Br ) = 5,19 - 2,16 - 0,15 - 2,4 = 0,48 г$ $\it m\rm ( O ) = \it m\rm ( A ) - \it m\rm ( C ) - \it m\rm ( H ) - \it m\rm ( Br ) =$
$= 5,19 - 2,16 - 0,15 - 2,4 = 0,48 г$
$\nu \rm ( O ) = $\frac{\it m ( \rm O )}{\it M ( \rm O )}$ = $\frac{0,48}{16}$ = 0,03 моль$
$k : l : m : n = \nu ( \rm C ) : \nu ( H ) : \nu ( Br ) : \nu ( O ) = 0,18 : 0,15 : 0,03 : 0:03 = 6 : 5 : 1 : 1$ $k : l : m : n = \nu ( \rm C ) : \nu ( H ) : \nu ( Br ) : \nu ( O ) =$
$= 0,18 : 0,15 : 0,03 : 0:03 = 6 : 5 : 1 : 1$
Простейшая формула исходного вещества — $С_6$H_5$BrO$
Суммарное число атомов водорода и брома = 6, что является максимально возможным при шести атомах углерода (соответствует формуле $\ChemFormC_nH_n$ при $n=6$ ). Значит, простейшая формула является молекулярной формулой исходного вещества.
Из молекулярной формулы можем определить, что вещество А содержит фенильное кольцо, гидроксильную группу, и бром в качестве заместителя в кольце. Так как по условию дано, что заместители расположены на максимальном расстоянии друг от друга, то бром находится в пара положении относительно гидроксильной группы.
2. Составим структурную формулу А:
$\bzdrv2== ( yl ) ;1==OH;4==Br$
3. Составим уравнение реакции:
$\bzdrv2== ( yl ) ;1==OH;4==Br + 3KOH\reactrarrow1 cm\scriptsize\scriptsize \bzdrv2== ( yl ) ;1==O в степени ( - ) _$K в степени ( + ) _$;4==O в степени ( - ) _$K в степени ( + ) _$ + KBr + 2H_2$O$
📚 Похожие разобранные задания по предмету:
ID 124653 • Задание №30
Из предложенного перечня веществ выберите вещества, между которыми возможна реакция ионного обмена, приводящая...
ID 122256 • Задание №22
Установите соответствие между уравнением химической реакции и направлением смещения химического равновесия при...
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...