РЕШУ ЕГЭ — химия

Задания

Тип 33 № 31766 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, вязкую жидкость с запахом аммиака. При сжигании 12,2 г этого вещества было получено 8,96 л углекислого газа, 2,24 л азота (объемы газов измерены при н. у.) и 12,6 г воды. Установите молекулярную формулу вещества и определите его строение, если известно, что оно реагирует и с натрием, и с азотистой кислотой, причем в обоих случаях выделяется газ. Напишите уравнение реакции получения данного вещества из соединения класса циклических простых эфиров (используйте структурные формулы органических веществ).

Решение. 1.  Найдем молекулярную формулу вещества:

$\nu\rm левая круглая скобка C правая круглая скобка = \nu\rm левая круглая скобка CO_2 правая круглая скобка = дробь: числитель: \it V\rm левая круглая скобка CO_2 правая круглая скобка , знаменатель: \it V_m конец дроби = дробь: числитель: 8,96 л, знаменатель: 22,4 л/моль конец дроби = 0,4 моль,$

$\nu\rm левая круглая скобка N правая круглая скобка = 2\nu\rm левая круглая скобка N_2 правая круглая скобка = дробь: числитель: 2 умножить на \it V\rm левая круглая скобка N_2 правая круглая скобка , знаменатель: \it V_m конец дроби = дробь: числитель: 2 умножить на 2,24 л, знаменатель: 22,4 л/моль конец дроби = 0,2 моль,$

$\nu\rm левая круглая скобка H_2O правая круглая скобка = дробь: числитель: \it m\rm левая круглая скобка H_2O правая круглая скобка , знаменатель: \it M\rm левая круглая скобка H_2O правая круглая скобка конец дроби = дробь: числитель: 12,6 г, знаменатель: 18 г/моль конец дроби = 0,7 моль.$

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

$\nu\rm левая круглая скобка H правая круглая скобка = 2 умножить на \nu\rm левая круглая скобка H_2O правая круглая скобка = 2 умножить на 0,7 моль= 1,4 моль.$

Теперь проверим, имеются ли в соединении другие элементы:

$\it m\rm левая круглая скобка C правая круглая скобка плюс \it m\rm левая круглая скобка H правая круглая скобка плюс \it m\rm левая круглая скобка N правая круглая скобка = \nu\rm левая круглая скобка C правая круглая скобка умножить на \it M\rm левая круглая скобка C правая круглая скобка плюс \nu\rm левая круглая скобка H правая круглая скобка умножить на \it M\rm левая круглая скобка H правая круглая скобка плюс \nu\rm левая круглая скобка N правая круглая скобка умножить на \it M\rm левая круглая скобка N правая круглая скобка =$
$= 0,4 умножить на 12 плюс 1,4 умножить на 1 плюс 0,2 умножить на 14 = 9 г.$ $\it m\rm левая круглая скобка C правая круглая скобка плюс \it m\rm левая круглая скобка H правая круглая скобка плюс \it m\rm левая круглая скобка N правая круглая скобка =$
$= \nu\rm левая круглая скобка C правая круглая скобка умножить на \it M\rm левая круглая скобка C правая круглая скобка плюс \nu\rm левая круглая скобка H правая круглая скобка умножить на \it M\rm левая круглая скобка H правая круглая скобка плюс \nu\rm левая круглая скобка N правая круглая скобка умножить на \it M\rm левая круглая скобка N правая круглая скобка =$
$= 0,4 умножить на 12 плюс 1,4 умножить на 1 плюс 0,2 умножить на 14 = 9 г.$

Отсюда следует, что в соединении содержится также кислород.

$\it m\rm левая круглая скобка O правая круглая скобка = 12,2 минус 9 = 3,2 г,$

$\nu\rm левая круглая скобка O правая круглая скобка = дробь: числитель: \it m\rm левая круглая скобка O правая круглая скобка , знаменатель: \it M\rm левая круглая скобка O правая круглая скобка конец дроби = дробь: числитель: 3,2 г, знаменатель: 16 г/моль конец дроби = 0,2 моль.$

Далее определим соотношение элементов:

$\nu левая круглая скобка \rm C правая круглая скобка : \nu левая круглая скобка \rm H правая круглая скобка : \nu левая круглая скобка \rm N правая круглая скобка : \nu левая круглая скобка \rm O правая круглая скобка = 0,4 : 1,4 : 0,2 : 0,2 = 2 : 7 : 1 : 1.$

Простейшая формула  — $\ChemFormC_2H_7NO.$ Она совпадает с молекулярной, так как соотношение $\ChemFormC:H$ соответствует насыщенному соединению. Молекулярная формула вещества  — $\ChemFormC_2H_7NO.$

2.  Судя по реакциям с натрием и азотистой кислотой, в составе вещества есть группы $\ChemFormOH$ и $\ChemFormNH_2,$ причем они связаны с разными атомами углерода, так как в противном случае молекулы была бы неустойчива. Искомое вещество  — моноэтаноламин:

$\ChemFormH_2N–CH_2–CH_2–OH.$

3.  Моноэтаноламин образуется при взаимодействии этиленоксида (циклический простой эфир) с аммиаком:

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