Задания
Версия для печати и копирования в MS Word
Тип 33 № 4515
i

Не­ко­то­рый уг­ле­во­до­род со­дер­жит 12,19% во­до­ро­да по массе. Мо­ле­ку­ла этого уг­ле­во­до­ро­да со­дер­жит один чет­вер­тич­ный атом уг­ле­ро­да. Уста­нов­ле­но, что этот уг­ле­во­до­род может вза­и­мо­дей­ство­вать с ам­ми­ач­ным рас­тво­ром ок­си­да се­реб­ра с об­ра­зо­ва­ни­ем бу­ро­го осад­ка.

На ос­но­ва­нии этих дан­ных:

1)  уста­но­ви­те про­стей­шую фор­му­лу уг­ле­во­до­ро­да;

2)  со­ставь­те его струк­тур­ную фор­му­лу;

3)  при­ве­ди­те урав­не­ние ре­ак­ции его вза­и­мо­дей­ствия с ам­ми­ач­ным рас­тво­ром ок­си­да се­реб­ра.

Спрятать решение

Ре­ше­ние.

1.  Фор­му­ла уг­ле­во­до­ро­да: \ChemFormC_xH_y.

Вы­ве­дем про­стей­шую фор­му­лу.

Пусть масса уг­ле­во­до­ро­да 100 г, тогда

\ChemFormx : y = \nu левая круг­лая скоб­ка C пра­вая круг­лая скоб­ка : \nu левая круг­лая скоб­ка H пра­вая круг­лая скоб­ка =  дробь: чис­ли­тель: m левая круг­лая скоб­ка C пра­вая круг­лая скоб­ка , зна­ме­на­тель: M левая круг­лая скоб­ка C пра­вая круг­лая скоб­ка конец дроби : дробь: чис­ли­тель: m левая круг­лая скоб­ка H пра­вая круг­лая скоб­ка , зна­ме­на­тель: M левая круг­лая скоб­ка H пра­вая круг­лая скоб­ка конец дроби = дробь: чис­ли­тель: 87,81, зна­ме­на­тель: 12 конец дроби : дробь: чис­ли­тель: 12,19, зна­ме­на­тель: 1 конец дроби = 7,318 :12,19 = 1 : 1,666 =3 : 5.

Зна­чит, про­стей­шая фор­му­ла  — \ChemFormC_3H_5.

 

2.  Опре­де­лим мо­ле­ку­ляр­ную фор­му­лу.

Фор­му­ла \ChemFormC_3H_5 не может яв­лять­ся мо­ле­ку­ляр­ной фор­му­лой уг­ле­во­до­ро­да (ко­ли­че­ство ато­мов во­до­ро­да долж­но быть чет­ным).

Фор­му­ла \ChemFormC_6H_10 может яв­лять­ся мо­ле­ку­ляр­ной фор­му­лой уг­ле­во­до­ро­да (со­от­вет­ству­ет фор­му­ле \ChemFormC_nH_2n минус 2)*.

 

Про­ве­рим эту фор­му­лу на со­от­вет­ствие дру­гим усло­ви­ям.

— Из­вест­но, что уг­ле­во­до­род может вза­и­мо­дей­ство­вать с ам­ми­ач­ным рас­тво­ром ок­си­да се­реб­ра с об­ра­зо­ва­ни­ем бу­ро­го осад­ка  — долж­на при­сут­ство­вать трой­ная связь у край­не­го атома уг­ле­ро­да.

Фор­му­ла \ChemFormC_6H_10 до­пус­ка­ет на­ли­чие трой­ной связи в мо­ле­ку­ле.

— Из­вест­но, что мо­ле­ку­ла этого уг­ле­во­до­ро­да со­дер­жит один чет­вер­тич­ный атом уг­ле­ро­да.

Фор­му­ла \ChemFormC_6H_10 до­пус­ка­ет на­ли­чие чет­вер­тич­но­го атома уг­ле­ро­да.

 

Ука­зан­ным усло­ви­ям удо­вле­тво­ря­ет 3,3-⁠ди­ме­тил­бу­тин-⁠1, струк­тур­ная фор­му­ла ко­то­ро­го:

\tetrahedral0==C;1==CH_3$; 2===H_3$C; 3==CH_3$; 4==C\equiv$C минус минус H

 

3.  За­пи­шем урав­не­ние ре­ак­ции вза­и­мо­дей­ствия 3,3-⁠ди­ме­тил­бу­ти­на-⁠1 с ам­ми­ач­ным рас­тво­ром ок­си­да се­реб­ра:

 

 левая круг­лая скоб­ка CH$_3$ пра­вая круг­лая скоб­ка $_3$C минус минус минус C$\equiv$CH плюс левая квад­рат­ная скоб­ка Ag левая круг­лая скоб­ка NH$_3$ пра­вая круг­лая скоб­ка $_2$ пра­вая квад­рат­ная скоб­ка OH $\to$ левая круг­лая скоб­ка CH$_3$ пра­вая круг­лая скоб­ка $_3$C минус минус минус C$\equiv$CAg $\downarrow$ плюс 2NH$_3$ плюс H$_2$O.

 

 

-------------------------------------------------------------

За­ме­ча­ние.

В при­ве­ден­ном ре­ше­нии най­ден толь­ко один из воз­мож­ных уг­ле­во­до­ро­дов, ко­то­рый удо­вле­тво­ря­ет ука­зан­ным усло­ви­ям.

Этап опре­де­ле­ния мо­ле­ку­ляр­ной фор­му­лы можно было про­дол­жить и по­лу­чить, на­при­мер, сле­ду­ю­щий ре­зуль­тат.

\ChemFormC_12H_20 может яв­лять­ся мо­ле­ку­ляр­ной фор­му­лой уг­ле­во­до­ро­да (со­от­вет­ству­ет фор­му­ле \ChemFormC_nH_2n минус 4).

Фор­му­ла \ChemFormC_12H_20 до­пус­ка­ет на­ли­чие трой­ной связи в мо­ле­ку­ле.

Фор­му­ла \ChemFormC_12H_20 до­пус­ка­ет на­ли­чие чет­вер­тич­но­го атома уг­ле­ро­да.

Ука­зан­ным усло­ви­ям удо­вле­тво­ря­ет 2,3,4,5,5-⁠пен­та­ме­ти­л­гепт-⁠1-⁠ен-⁠6-⁠ин, струк­тур­ная фор­му­ла ко­то­ро­го:

и так далее.

 

Ав­то­ры за­да­чи, ко­неч­но, имели в виду толь­ко самое про­стое ре­ше­ние  — алкин. Но за­дач­ка по­лу­чи­лась не­од­но­знач­ная.

Оста­ет­ся на­де­ять­ся, что на эк­за­ме­не таких не встре­тит­ся.

Спрятать критерии
Критерии проверки:

Кри­те­рии оце­ни­ва­ния вы­пол­не­ния за­да­нияБаллы
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 от­ве­та2
Пра­виль­но за­пи­сан один эле­мент от­ве­та1
Все эле­мен­ты от­ве­та за­пи­са­ны не­вер­но0
Мак­си­маль­ный балл3
Источник: Ти­по­вые те­сто­вые за­да­ния по химии, под ре­дак­ци­ей Ю. Н. Мед­ве­де­ва. 2015 г.
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
Аня Якунчикова 15.06.2016 21:11

а как вы по­лу­чи­ли из 1:1,666 - 3:5,ведь это же 1 к двум вы­хо­дит!

Антон Голышев

Нет, не под­хо­дит - нужно чтобы были целые числа. До­мно­жить надо оба на ми­ни­маль­но воз­мож­ные целые числа, в дан­ном слу­чае 2 не под­хо­дит, 3 под­хо­дит.

Elmira Ramazanova 04.01.2018 19:10

Не сто­и­ло ре­шать таким спо­со­бом, он, как видно, привёл к куче ва­ри­ан­тов ре­ше­ния и не од­но­знач­но­му от­ве­ту. Т.к. уг­ле­во­до­род ре­а­ги­ру­ет с ам­ми­ач­ным рас­тво­ром Ag2O, сразу же по­нят­но, что это алкин с трой­ной свя­зью на конце. Если бы не было на­пи­са­но уг­ле­во­до­род, можно было пред­по­ло­жить, что это аль­де­гид, но здесь нет, это алкин. Фор­му­ла го­мо­ло­ги­че­ско­го ряда ал­ки­нов СnH2n-2. С по­мо­щью мас­со­вой доли во­до­ро­да в его со­ста­ве можно найти это самое n, под­ста­вив дан­ные в фор­му­лу: (мас­со­вая доля(Н)=Мо­ляр­ная масса(Н)*(2n-2)/Мо­ляр­ную массу всего со­еди­не­ния(12n+2n-2). От­сю­да n=6. Всё точно и ясно.