РЕШУ ЕГЭ — химия

Задания

Тип 33 № 40334 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 тренировочных и диагностических работ

Вещество $\it A$   — хорошо известный полярный растворитель, обладающий очень слабыми основными свойствами. При сжигании 14,6 г $\it A$ получено 13,44 л углекислого газа, 2,24 л азота (объёмы газов измерены при н. у.) и 12,6 г воды. Известно, что вещество $\it A$ реагирует с раствором щёлочи с выделением газа и дает реакцию «серебряного зеркала». Атомы углерода в молекуле $\it A$ не связаны между собой.

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 раствором гидроксида натрия (используйте структурные формулы органических веществ).

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

$\it \nu\rm левая круглая скобка C правая круглая скобка = \it \nu\rm левая круглая скобка CO_2 правая круглая скобка = дробь: числитель: \it V\rm левая круглая скобка CO_2 правая круглая скобка , знаменатель: \it V_m конец дроби = дробь: числитель: 13,44, знаменатель: 22,4 конец дроби = 0,6моль.$

Найдем количество вещества воды:

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

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:

$\it \nu\rm левая круглая скобка H правая круглая скобка = 1,4моль.$

Найдем количество вещества азота:

$\it \nu\rm левая круглая скобка N_2 правая круглая скобка = дробь: числитель: \it V\rm левая круглая скобка N_2 правая круглая скобка , знаменатель: \it V_m\rm левая круглая скобка N_2 правая круглая скобка конец дроби = дробь: числитель: 2,22, знаменатель: 22,4 конец дроби = 0,1моль.$

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:

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

Таким образом:

$\it m\rm левая круглая скобка C плюс H плюс N правая круглая скобка = \it \nu\rm левая круглая скобка C правая круглая скобка умножить на \it M\rm левая круглая скобка C правая круглая скобка плюс \it \nu\rm левая круглая скобка H правая круглая скобка умножить на \it M\rm левая круглая скобка H правая круглая скобка плюс \it \nu\rm левая круглая скобка N правая круглая скобка умножить на \it M\rm левая круглая скобка N правая круглая скобка = 0,6 умножить на 12 плюс 1,4 умножить на 1 плюс 0,2 умножить на 14= 11,4 г.$ $\it m\rm левая круглая скобка C плюс H плюс N правая круглая скобка = \it \nu\rm левая круглая скобка C правая круглая скобка умножить на \it M\rm левая круглая скобка C правая круглая скобка плюс \it \nu\rm левая круглая скобка H правая круглая скобка умножить на \it M\rm левая круглая скобка H правая круглая скобка плюс \it \nu\rm левая круглая скобка N правая круглая скобка умножить на \it M\rm левая круглая скобка N правая круглая скобка =$
$= 0,6 умножить на 12 плюс 1,4 умножить на 1 плюс 0,2 умножить на 14= 11,4 г.$ $\it m\rm левая круглая скобка C плюс H плюс N правая круглая скобка =$
$= \it \nu\rm левая круглая скобка C правая круглая скобка умножить на \it M\rm левая круглая скобка C правая круглая скобка плюс \it \nu\rm левая круглая скобка H правая круглая скобка умножить на \it M\rm левая круглая скобка H правая круглая скобка плюс \it \nu\rm левая круглая скобка N правая круглая скобка умножить на \it M\rm левая круглая скобка N правая круглая скобка =$
$= 0,6 умножить на 12 плюс 1,4 умножить на 1 плюс 0,2 умножить на 14= 11,4 г.$

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

$\nu\rm левая круглая скобка O правая круглая скобка = дробь: числитель: \it m\rm левая круглая скобка O правая круглая скобка , знаменатель: \it M\rm левая круглая скобка O правая круглая скобка конец дроби = дробь: числитель: 14,6 минус 11,4, знаменатель: 16 конец дроби = 0,2моль.$

Получили соотношение: $\nu левая круглая скобка \rm C правая круглая скобка : \nu левая круглая скобка \rm H правая круглая скобка : \nu левая круглая скобка \rm O правая круглая скобка : \nu левая круглая скобка \rm N правая круглая скобка =0,6:1,4:0,2:0,2=3:7:1:1.$

Простейшая формула органического вещества: $\ChemFormC_3H_7NO.$

Молекулярная формула органического вещества $\it A\rm$ совпадает с простейшей: $\ChemFormC_3H_7NO.$

Условиям задачи удовлетворяет ДМФА  — диметилформамид (N,N-диметиламид муравьиной кислоты):

$\put левая круглая скобка 0,0 правая круглая скобка \tetramethylene1==H;3==N2D==O;3==\null$

Реакция взаимодействия $\it A\rm$ с раствором гидроксида натрия:

$\ChemFormHC левая круглая скобка O правая круглая скобка N левая круглая скобка CH_3 правая круглая скобка _2 плюс NaOH \reactrarrow0pt1 cm\scriptsize HCOONa плюс NH левая круглая скобка CH_3 правая круглая скобка _2.$

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