РЕШУ ЕГЭ — химия

Задания

Тип 33 № 31732 Добавить в вариант

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 для подготовки. Часть 2

Органическое вещество представляет собой бесцветную жидкость с резким запахом аммиака. При сжигании 9,0 г этого вещества было получено 6,72 л углекислого газа, 3,36 л азота (объемы газов измерены при н. у.) и 10,8 г воды. Установите молекулярную формулу вещества и определите его строение, если известно, что оно реагирует с азотистой кислотой, причем объем выделяющегося при этом газа в два раза больше объема азота, образующегося при сгорании такого же количества вещества. Напишите уравнение реакции с азотистой кислотой (используйте структурные формулы органических веществ).

Решение. 1.  Найдем молекулярную формулу вещества:

$\nu\rm левая круглая скобка C правая круглая скобка = \nu\rm левая круглая скобка CO_2 правая круглая скобка = дробь: числитель: \it V\rm левая круглая скобка CO_2 правая круглая скобка , знаменатель: \it V_m конец дроби = дробь: числитель: 6,72 л, знаменатель: 22,4 л/моль конец дроби = 0,3 моль,$

$\nu\rm левая круглая скобка N правая круглая скобка = 2\nu\rm левая круглая скобка N_2 правая круглая скобка = дробь: числитель: 2 умножить на \it V\rm левая круглая скобка N_2 правая круглая скобка , знаменатель: \it V_m конец дроби = дробь: числитель: 2 умножить на 3,36 л, знаменатель: 22,4 л/моль конец дроби = 0,3 моль,$

$\nu\rm левая круглая скобка H_2O правая круглая скобка = дробь: числитель: \it m\rm левая круглая скобка H_2O правая круглая скобка , знаменатель: \it M\rm левая круглая скобка H_2O правая круглая скобка конец дроби = дробь: числитель: 10,8 г, знаменатель: 18 г/моль конец дроби = 0,6 моль.$

Атомы водорода содержатся только в воде. Найдем их количество вещества:

$\nu\rm левая круглая скобка H правая круглая скобка = 2 умножить на \nu\rm левая круглая скобка H_2O правая круглая скобка = 2 умножить на 0,6 моль= 1,2 моль.$

Теперь проверим, имеются ли в соединении другие элементы:

$\it m\rm левая круглая скобка C правая круглая скобка плюс \it m\rm левая круглая скобка H правая круглая скобка плюс \it m\rm левая круглая скобка N правая круглая скобка = \nu\rm левая круглая скобка C правая круглая скобка умножить на \it M\rm левая круглая скобка C правая круглая скобка плюс \nu\rm левая круглая скобка H правая круглая скобка умножить на \it M\rm левая круглая скобка H правая круглая скобка плюс \nu\rm левая круглая скобка N правая круглая скобка умножить на \it M\rm левая круглая скобка N правая круглая скобка =$
$= 0,3 умножить на 12 плюс 1,2 умножить на 1 плюс 0,3 умножить на 14 = 9 г.$ $\it m\rm левая круглая скобка C правая круглая скобка плюс \it m\rm левая круглая скобка H правая круглая скобка плюс \it m\rm левая круглая скобка N правая круглая скобка =$
$= \nu\rm левая круглая скобка C правая круглая скобка умножить на \it M\rm левая круглая скобка C правая круглая скобка плюс \nu\rm левая круглая скобка H правая круглая скобка умножить на \it M\rm левая круглая скобка H правая круглая скобка плюс \nu\rm левая круглая скобка N правая круглая скобка умножить на \it M\rm левая круглая скобка N правая круглая скобка =$
$= 0,3 умножить на 12 плюс 1,2 умножить на 1 плюс 0,3 умножить на 14 = 9 г.$

Отсюда следует, что кислород в веществе отсутствует. Далее определим соотношение элементов:

$\nu левая круглая скобка \rm C правая круглая скобка : \nu левая круглая скобка \rm H правая круглая скобка : \nu левая круглая скобка \rm N правая круглая скобка =0,3 : 1,2 : 0,3 = 1 : 4 : 1.$

Простейшая формула  — $\ChemFormCH_4N.$ При одном атоме азота не может быть четного числа атомов водорода, поэтому простейшую формулу надо умножить на 2. Молекулярная формула вещества  — $\ChemFormC_2H_8N_2.$

2.  Вещество реагирует с $\ChemFormHNO_2$ с выделением газа, следовательно, в его составе есть группа $\ChemFormNH_2.$ Объем азота в реакции с $\ChemFormHNO_2$ в 2 раза больше объема азота, образовавшегося при сгорании, следовательно, оба атома азота в молекуле находятся в составе групп $\ChemFormNH_2.$ Они не могут находиться у одного атома углерода (такие вещества неустойчивы), исходное вещество  — 1,2-⁠диаминоэтан, или этилендиамин:

$\ChemFormH_2N–CH_2–CH_2–NH_2.$

3.  Уравнение реакции с азотистой кислотой:

$\ChemFormH_2N левая круглая скобка CH_2 правая круглая скобка _2NH_2 плюс 2HNO_2 = HO левая круглая скобка CH_2 правая круглая скобка _2OH плюс 2N_2\uparrow плюс 2H_2O.$

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

Ключ