РЕШУ ЕГЭ — химия

Задания

Тип 33 № 6911 Добавить в вариант

Источник: ЕГЭ по химии 20.06.2016. Основная волна (часть 2)

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. Экзаменационные задания

Некоторое органическое вещество массой 4,12 г сожгли в кислороде.

При этом образовалось 3,24 г воды, 0,448 л азота и 3,584 л углекислого газа (объемы газов приведены к нормальным условиям). Известно, что при гидролизе в присутствии соляной кислоты образуется вещество $\ChemFormC_2H_6NO_2Cl$ и первичный спирт.

1.  Произведите вычисления.

2.  Напишите молекулярную формулу.

3.  Напишите структурную формулу.

4.  Напишите уравнение реакции гидролиза с соляной кислотой исходного вещества.

Решение. Общая формула вещества: $\ChemFormC_kH_lN_mO_n.$

Запишем схему реакции горения:

$\rm C_\it kH_\it lN_\it mO_\it n плюс ... O_2 arrow \it k\rm CO_2 плюс дробь: числитель: \it l, знаменатель: 2 конец дроби H_2O плюс дробь: числитель: \it m, знаменатель: 2 конец дроби N_2.$

Определим количества вещества атомов углерода, водорода и азота:

$\nu левая круглая скобка \rm C правая круглая скобка = \nu левая круглая скобка CO_2 правая круглая скобка = дробь: числитель: \it V левая круглая скобка \rm CO_2 правая круглая скобка , знаменатель: \it V_M левая круглая скобка \rm CO_2 правая круглая скобка конец дроби = дробь: числитель: 3,584, знаменатель: 22,4 конец дроби = 0,160 левая круглая скобка моль правая круглая скобка ,$

$\nu левая круглая скобка \rm H правая круглая скобка = 2 умножить на \nu левая круглая скобка H_2O правая круглая скобка = дробь: числитель: 2 умножить на \it m левая круглая скобка \rm H_2O правая круглая скобка , знаменатель: \it M левая круглая скобка \rm H_2O правая круглая скобка конец дроби = дробь: числитель: 2 умножить на 3,24, знаменатель: 18 конец дроби = 0,360 левая круглая скобка моль правая круглая скобка ,$

$\nu левая круглая скобка \rm N правая круглая скобка = 2 умножить на \nu левая круглая скобка N_2 правая круглая скобка = дробь: числитель: 2 умножить на \it V левая круглая скобка \rm N_2 правая круглая скобка , знаменатель: \it V_M левая круглая скобка \rm N_2 правая круглая скобка конец дроби = дробь: числитель: 2 умножить на 0,448, знаменатель: 22,4 конец дроби = 0,0400 левая круглая скобка моль правая круглая скобка ,$

$\it m левая круглая скобка \rm C_\it kH_\it lN_\it mO_\it n правая круглая скобка =\nu левая круглая скобка C правая круглая скобка умножить на \it M левая круглая скобка \rm C правая круглая скобка плюс \nu левая круглая скобка H правая круглая скобка умножить на \it M левая круглая скобка \rm H правая круглая скобка плюс \nu левая круглая скобка N правая круглая скобка умножить на \it M левая круглая скобка \rm N правая круглая скобка плюс \nu левая круглая скобка O правая круглая скобка умножить на \it M левая круглая скобка \rm O правая круглая скобка =$ $\it m левая круглая скобка \rm C_\it kH_\it lN_\it mO_\it n правая круглая скобка =$
$=\nu левая круглая скобка C правая круглая скобка умножить на \it M левая круглая скобка \rm C правая круглая скобка плюс \nu левая круглая скобка H правая круглая скобка умножить на \it M левая круглая скобка \rm H правая круглая скобка плюс \nu левая круглая скобка N правая круглая скобка умножить на \it M левая круглая скобка \rm N правая круглая скобка плюс \nu левая круглая скобка O правая круглая скобка умножить на \it M левая круглая скобка \rm O правая круглая скобка =$

$=0,160 умножить на 12 плюс 0,360 умножить на 1 плюс 0,0400 умножить на 14 плюс \nu левая круглая скобка \rm O правая круглая скобка умножить на 16=4,12 левая круглая скобка г правая круглая скобка .$

Откуда $\nu левая круглая скобка \rm O правая круглая скобка =0,0800 моль.$

Получаем, что

$k : l : m : n=\nu левая круглая скобка \rm C правая круглая скобка : \nu левая круглая скобка H правая круглая скобка : \nu левая круглая скобка N правая круглая скобка : \nu левая круглая скобка O правая круглая скобка =0,160 : 0,360 : 0,0400 :0,0800 = 4:9:1:2.$ $k : l : m : n=\nu левая круглая скобка \rm C правая круглая скобка : \nu левая круглая скобка H правая круглая скобка : \nu левая круглая скобка N правая круглая скобка : \nu левая круглая скобка O правая круглая скобка =$
$=0,160 : 0,360 : 0,0400 :0,0800 = 4:9:1:2.$

Простейшая формула исходного вещества  — $\ChemFormC_4H_9NO_2.$

Найдем молекулярную формулу.

При $k=4$ имеем: $\it M \rm левая круглая скобка C_4H_9NO_2 правая круглая скобка =103 г/моль, \nu \rm левая круглая скобка C_4H_9NO_2 правая круглая скобка = дробь: числитель: 4,12, знаменатель: 103 конец дроби =0,0400 моль,$ $дробь: числитель: 0,0400, знаменатель: 0,160 конец дроби = дробь: числитель: 1, знаменатель: 4 конец дроби ,$

значит, выполняется равенство

$дробь: числитель: \nu левая круглая скобка \rm C_\it kH_\it lN_\it mO_\it n правая круглая скобка , знаменатель: \nu \rm левая круглая скобка CO_2 правая круглая скобка конец дроби = дробь: числитель: 1, знаменатель: k конец дроби$

и формула $\ChemFormC_4H_9NO_2$ является и молекулярной.

Гидролиз в присутствии $\ChemFormHCl$ дает первичный спирт и $\ChemFormC_2H_6O_2NCl.$ Значит, $\ChemFormC_4H_9O_2N$   — это этиловый эфир аминоксусной кислоты.

Структурная формула:

Запишем уравнение гидролиза этилового эфира аминоксусной кислоты в соляной кислоте:

$\beginpicture левая круглая скобка 5000,500 правая круглая скобка \put левая круглая скобка минус 50, минус 300 правая круглая скобка \rtrigonal0==C;1===NH$_2$ минус минус CH$_2$;2==O минус минус CH$_2$ минус минус CH$_3$;3D==O \put левая круглая скобка 1000, минус 0 правая круглая скобка плюс HCl плюс H$_2$O arrow$ Cl$ в степени левая круглая скобка минус правая круглая скобка $H$_3$N в степени левая круглая скобка плюс правая круглая скобка $ минус минус CH$_2$ \put левая круглая скобка 2500, минус 260 правая круглая скобка \rtrigonal0==C;1==;2==OH;3D==O \put левая круглая скобка 3250, минус 0 правая круглая скобка плюс CH$_3$ минус минус CH$_2$ минус минус OH \endpicture$

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

Источник: ЕГЭ по химии 20.06.2016. Основная волна (часть 2)

Ключ