РЕШУ ЕГЭ — химия

Задания

Тип 33 № 42641 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

При сжигании органического соединения $\it X$ массой 13,35 г получили 10,08 л углекислого газа (н. у.), 9,45 г воды и 1,68 л азота (н. у.). Соединение $\it X$ не проявляет оптической активности, оно имеет кислотные свойства, а при нагревании выделяет газообразное при н. у. вещество, которое легче воздуха.

На основании данных условия задачи:

1)  установите молекулярную формулу вещества $\it X;$

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

3)  напишите уравнение разложения вещества $\it X$ при нагревании (используйте структурные формулы органических веществ).

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

$\it \nu\rm левая круглая скобка C правая круглая скобка = \it \nu\rm левая круглая скобка CO_2 правая круглая скобка = дробь: числитель: \it V\rm левая круглая скобка CO_2 правая круглая скобка , знаменатель: \it V_m конец дроби = дробь: числитель: 10,08, знаменатель: 22,4 конец дроби = 0,45моль.$

Найдем количество вещества воды:

$\it \nu\rm левая круглая скобка H_2O правая круглая скобка = дробь: числитель: \it m\rm левая круглая скобка H_2O правая круглая скобка , знаменатель: \it M\rm левая круглая скобка H_2O правая круглая скобка конец дроби = дробь: числитель: 9,45, знаменатель: 18 конец дроби = 0,525моль.$

Так как в молекуле воды содержится 2 атома водорода, то количество вещества атомов водорода в органическом соединении будет равно:

$\it \nu\rm левая круглая скобка H правая круглая скобка = 2 умножить на 0,2 = 1,05моль.$

Найдем количество вещества азота:

$\it\nu\rm левая круглая скобка Т правая круглая скобка = 2 умножить на \it \nu\rm левая круглая скобка N_2 правая круглая скобка = дробь: числитель: \it V\rm левая круглая скобка N_2 правая круглая скобка , знаменатель: \it V_m\rm левая круглая скобка N_2 правая круглая скобка конец дроби = 2 умножить на дробь: числитель: 1,68, знаменатель: 22,4 конец дроби = 0,15моль.$

Таким образом:

$\it m\rm левая круглая скобка C плюс H плюс N правая круглая скобка = \it \nu\rm левая круглая скобка C правая круглая скобка умножить на \it M\rm левая круглая скобка C правая круглая скобка плюс \it \nu\rm левая круглая скобка H правая круглая скобка умножить на \it M\rm левая круглая скобка H правая круглая скобка плюс \it \nu\rm левая круглая скобка Cl правая круглая скобка умножить на \it M\rm левая круглая скобка Cl правая круглая скобка =$
$= 0,45 умножить на 12 плюс 1,05 умножить на 1 плюс 0,15 умножить на 14= 8,55 г.$ $\it m\rm левая круглая скобка C плюс H плюс N правая круглая скобка =$
$= \it \nu\rm левая круглая скобка C правая круглая скобка умножить на \it M\rm левая круглая скобка C правая круглая скобка плюс \it \nu\rm левая круглая скобка H правая круглая скобка умножить на \it M\rm левая круглая скобка H правая круглая скобка плюс \it \nu\rm левая круглая скобка Cl правая круглая скобка умножить на \it M\rm левая круглая скобка Cl правая круглая скобка =$
$= 0,45 умножить на 12 плюс 1,05 умножить на 1 плюс 0,15 умножить на 14= 8,55 г.$

Органическое вещество $\it X\rm$ имеет массу 13,35  г (по условию). Следовательно, в соединении содержится кислород:

$\nu\rm левая круглая скобка O правая круглая скобка = дробь: числитель: \it m\rm левая круглая скобка O правая круглая скобка , знаменатель: \it M\rm левая круглая скобка O правая круглая скобка конец дроби = дробь: числитель: 13,35 минус 8,55, знаменатель: 16 конец дроби = 0,3моль.$

Получили соотношение: $\nu левая круглая скобка \rm C правая круглая скобка : \nu левая круглая скобка \rm H правая круглая скобка : \nu левая круглая скобка \rm N правая круглая скобка : \nu левая круглая скобка \rm O правая круглая скобка =0,45:1,05:0,15:0,3=3:7:1:2.$

Простейшая формула органического вещества: $\ChemFormC_3H_7NO_2.$

Молекулярная формула органического вещества $\it X\rm$ совпадает с простейшей: $\ChemFormC_3H_7NO_2.$

Условиям задачи удовлетворяет 3-аминопропионовая кислота, или $\it бета \rm минус$ аланин:

$\ChemFormH_2N минус минус минус CH_2 минус минус минус CH_2 минус минус минус COOH.$

Реакция термического разложения $\it X\rm:$

$\ChemFormH_2N минус минус минус CH_2 минус минус минус CH_2 минус минус минус COOH \reactrarrow0pt1 cm\scriptsize t градусов CH_2=CHCOOH плюс NH_3\uparrow.$

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