РЕШУ ЕГЭ — химия

Задания

Вещество $\it A$ представляет собой бесцветные кристаллы, растворимые в воде. При сжигании 4,6 г $\it A$ получено 2,24 л углекислого газа, 1,12 л азота (объёмы газов измерены при н. у.) и 3,6 г воды. Известно, что вещество $\it A$ реагирует как с раствором щёлочи, так и с подкислённым раствором нитрита натрия, в обоих случаях выделяется газ (в первом случае  — при нагревании).

На основании данных условия задачи:

1)  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 взаимодействия $\it A$ с избытком твердого гидроксида натрия при прокаливании (используйте структурные формулы органических веществ).

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

$\it \nu\rm левая круглая скобка C правая круглая скобка = \it \nu\rm левая круглая скобка CO_2 правая круглая скобка = дробь: числитель: \it V\rm левая круглая скобка CO_2 правая круглая скобка , знаменатель: \it V_m конец дроби = дробь: числитель: 2,24, знаменатель: 22,4 конец дроби = 0,1моль.$

Найдем количество вещества воды:

$\it \nu\rm левая круглая скобка H_2O правая круглая скобка = дробь: числитель: \it m\rm левая круглая скобка H_2O правая круглая скобка , знаменатель: \it M\rm левая круглая скобка H_2O правая круглая скобка конец дроби = дробь: числитель: 3,6, знаменатель: 18 конец дроби = 0,2моль.$

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

$\it \nu\rm левая круглая скобка H правая круглая скобка = 0,4моль.$

Найдем количество вещества азота:

$\it \nu\rm левая круглая скобка N_2 правая круглая скобка = дробь: числитель: \it V\rm левая круглая скобка N_2 правая круглая скобка , знаменатель: \it V_m\rm левая круглая скобка N_2 правая круглая скобка конец дроби = дробь: числитель: 1,12, знаменатель: 22,4 конец дроби = 0,05моль.$

Так как в молекуле азота содержится 2 атома азота, то количество вещества атомов азота в органическом соединении в два раза больше, чем в молекуле азота, то есть:

$\it \nu\rm левая круглая скобка N правая круглая скобка = 0,1моль.$

Таким образом:

$\it m\rm левая круглая скобка C плюс H плюс N правая круглая скобка = \it \nu\rm левая круглая скобка C правая круглая скобка умножить на \it M\rm левая круглая скобка C правая круглая скобка плюс \it \nu\rm левая круглая скобка H правая круглая скобка умножить на \it M\rm левая круглая скобка H правая круглая скобка плюс \it \nu\rm левая круглая скобка N правая круглая скобка умножить на \it M\rm левая круглая скобка N правая круглая скобка = 0,1 умножить на 12 плюс 0,4 умножить на 1 плюс 0,1 умножить на 14= 3,0 г.$ $\it m\rm левая круглая скобка C плюс H плюс N правая круглая скобка = \it \nu\rm левая круглая скобка C правая круглая скобка умножить на \it M\rm левая круглая скобка C правая круглая скобка плюс \it \nu\rm левая круглая скобка H правая круглая скобка умножить на \it M\rm левая круглая скобка H правая круглая скобка плюс \it \nu\rm левая круглая скобка N правая круглая скобка умножить на \it M\rm левая круглая скобка N правая круглая скобка =$
$= 0,1 умножить на 12 плюс 0,4 умножить на 1 плюс 0,1 умножить на 14= 3,0 г.$ $\it m\rm левая круглая скобка C плюс H плюс N правая круглая скобка =$
$= \it \nu\rm левая круглая скобка C правая круглая скобка умножить на \it M\rm левая круглая скобка C правая круглая скобка плюс \it \nu\rm левая круглая скобка H правая круглая скобка умножить на \it M\rm левая круглая скобка H правая круглая скобка плюс \it \nu\rm левая круглая скобка N правая круглая скобка умножить на \it M\rm левая круглая скобка N правая круглая скобка =$
$= 0,1 умножить на 12 плюс 0,4 умножить на 1 плюс 0,1 умножить на 14= 3,0 г.$

Органическое вещество $\it A\rm$ имеет массу 4,6  г (по условию). Следовательно, в соединении содержится кислород:

$\nu\rm левая круглая скобка O правая круглая скобка = дробь: числитель: \it m\rm левая круглая скобка O правая круглая скобка , знаменатель: \it M\rm левая круглая скобка O правая круглая скобка конец дроби = дробь: числитель: 4,60 минус 3,0, знаменатель: 16 конец дроби = 0,1моль.$

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

Простейшая формула органического вещества: $\ChemFormCH_4NO.$

В случае нахождения в молекуле одного атома азота невозможно чётное число атомов водорода, поэтому простейшую формулу необходимо умножить на два. Молекулярная формула органического вещества $\it A\rm$ : $\ChemFormC_2H_8N_2O_2.$

Выделение газа при действии щёлочи подсказывает, что $\it A\rm$ представляет собой соль аммония, а реакция с подкисленным раствором нитрита натрия свидетельствует о наличии в ней амино-группы $\ChemFormNH_2.$ Вещество $\it A\rm$   — это глицинат аммония:

$\ChemForm левая квадратная скобка H_2N минус минус минус CH_2 минус минус минус COO в степени левая круглая скобка минус правая круглая скобка правая квадратная скобка NH_4 в степени левая круглая скобка плюс правая круглая скобка$

Реакция взаимодействия $\it A\rm$ с избытком твердого гидроксида натрия при прокаливании:

$\ChemFormH_2NCH_2COONH_4 плюс 2NaOH \reactrarrow0pt1 cm\scriptsize t градусов CH_3NH_2 плюс Na_2CO_3 плюс NH_3\uparrow.$

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