РЕШУ ЕГЭ — химия

Задания

Тип 33 № 30268 Добавить в вариант

Источники:

Демонстрационная версия ЕГЭ—2022 по химии;

Демонстрационная версия ЕГЭ—2023 по химии;

Демонстрационная версия ЕГЭ—2024 по химии.

Раздел кодификатора ФИПИ: 5.8 Нахождение молекулярной формулы органического вещества по его плотности и массовым долям элементов, входящих в его состав, или по продуктам сгорания

Нахождение молекулярной формулы вещества. Задания тренировочных и диагностических работ

При сгорании органического вещества $\it A$ массой 3,4  г получено 4,48  л (н. у.) углекислого газа и 1,8  г воды. Известно, что вещество $\it A$ вступает в реакцию с раствором гидроксида лития при нагревании, в результате чего образуется предельный одноатомный спирт и соль, кислотный остаток которой содержит семь атомов углерода.

На основании данных условия задачи:

1)  проведите необходимые вычисления (указывайте единицы измерения и обозначения искомых физических величин) и установите молекулярную формулу вещества $\it A;$

2)  составьте возможную структурную формулу вещества $\it A,$ которая однозначно отражает порядок связи атомов в его молекуле;

3)  напишите уравнение реакции вещества $\it A$ с раствором гидроксида лития при нагревании (используйте структурные формулы органических веществ).

Решение. Найдем количество вещества углерода в веществе $\it A ,$ определив количество вещества углекислого газа:

$\it \nu\rm левая круглая скобка C правая круглая скобка = \it \nu\rm левая круглая скобка CO_2 правая круглая скобка = дробь: числитель: \it V\rm левая круглая скобка CO_2 правая круглая скобка , знаменатель: \it V_m конец дроби = дробь: числитель: 4,48, знаменатель: 22,4 конец дроби = 0,2 моль.$ $\it \nu\rm левая круглая скобка C правая круглая скобка = \it \nu\rm левая круглая скобка CO_2 правая круглая скобка = дробь: числитель: \it V\rm левая круглая скобка CO_2 правая круглая скобка , знаменатель: \it V_m конец дроби =$
$= дробь: числитель: 4,48, знаменатель: 22,4 конец дроби = 0,2 моль.$

Найдем количество вещества воды:

$\it \nu\rm левая круглая скобка H_2O правая круглая скобка = дробь: числитель: \it m\rm левая круглая скобка H_2O правая круглая скобка , знаменатель: \it M\rm левая круглая скобка H_2O правая круглая скобка конец дроби = дробь: числитель: 1,8, знаменатель: 18 конец дроби = 0,1 моль.$

Так как в молекуле воды содержится 2 атома водорода, то количество вещества атомов водорода в соединении $\it A$ в два раза больше, чем в молекуле воды, то есть:

$\it \nu\rm левая круглая скобка H правая круглая скобка = 0,2моль.$

Таким образом:

$\it m\rm левая круглая скобка C плюс H правая круглая скобка = \it \nu\rm левая круглая скобка C правая круглая скобка умножить на \it M\rm левая круглая скобка C правая круглая скобка плюс \it \nu\rm левая круглая скобка H правая круглая скобка умножить на \it M\rm левая круглая скобка H правая круглая скобка =$
$= 0,2 умножить на 12 плюс 0,2 умножить на 1 = 2,6г.$ $\it m\rm левая круглая скобка C плюс H правая круглая скобка =$
$= \it \nu\rm левая круглая скобка C правая круглая скобка умножить на \it M\rm левая круглая скобка C правая круглая скобка плюс \it \nu\rm левая круглая скобка H правая круглая скобка умножить на \it M\rm левая круглая скобка H правая круглая скобка =$
$= 0,2 умножить на 12 плюс 0,2 умножить на 1 = 2,6г.$

Вещество $\it A$ имеет массу 3,4  г (по условию), из которых водород и углерод имеют массу 2,6  г. Следовательно, оставшуюся массу занимает кислород, найдем его количество вещества:

$\it m\rm левая круглая скобка O правая круглая скобка = \it m левая круглая скобка вещ минус во А правая круглая скобка минус \it m\rm левая круглая скобка C плюс H правая круглая скобка = 3,4 минус 2,6 = 0,8г;$ $\it m\rm левая круглая скобка O правая круглая скобка = \it m левая круглая скобка вещ минус во А правая круглая скобка минус \it m\rm левая круглая скобка C плюс H правая круглая скобка =$
$= 3,4 минус 2,6 = 0,8г;$ $\it m\rm левая круглая скобка O правая круглая скобка =$
$= \it m левая круглая скобка вещ минус во А правая круглая скобка минус \it m\rm левая круглая скобка C плюс H правая круглая скобка =$
$= 3,4 минус 2,6 = 0,8г;$

$\it \nu\rm левая круглая скобка O правая круглая скобка = дробь: числитель: \it m\rm левая круглая скобка O правая круглая скобка , знаменатель: \it M левая круглая скобка O правая круглая скобка конец дроби = дробь: числитель: 0,8, знаменатель: 16 конец дроби = 0,05 моль.$

Получили соотношение: $\nu левая круглая скобка \rm C правая круглая скобка : \nu левая круглая скобка \rm H правая круглая скобка : \nu левая круглая скобка \rm O правая круглая скобка =0,2:0,2:0,05=4:4:1.$

Так как соединения $\ChemFormC_4H_4O_1$ не существует, а также по условию продукт реакции исходного соединения с гидроксидом лития имеет 7 атомов углерода, то молекулярная формула вещества $\it A$ следующая: $\ChemFormC_8H_8O_2.$

Так как в результате реакции образуется соль, то исходным веществом $\it A$ является сложный эфир:

При взаимодействии вещества $\it A$ с гидроксидом лития при нагревании протекает следующая реакция:

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

Источники:

Демонстрационная версия ЕГЭ—2022 по химии;

Демонстрационная версия ЕГЭ—2023 по химии;

Демонстрационная версия ЕГЭ—2024 по химии.

Ключ