Задание 33 ЕГЭ по химии · B2F4C7
Азотсодержащие органические вещества · 13 заданий
При сгорании 29,2 г органического вещества А образовалось 26,88 л (н.у.) оксида углерода(IV), 4,48 л (н.у.) азота и 25,2 г воды. Известно, что молекула вещества А имеет неразветвлённый углеродный скелет, содержит три функциональные группы, при этом азотосодержащие группы максимально удалены друг от друга. Вещество А способно реагировать как с соляной кислотой, так и с гидроксидом натрия.
На основании данных условия задачи:
1) проведите необходимые вычисления, указывая единицы измерения искомых физических величин, и установите молекулярную формулу вещества А;
2) составьте структурную формулу вещества А, которая однозначно отражает порядок связи атомов в его молекуле;
3) напишите уравнение реакции вещества А с избытком соляной кислоты, используя структурные формулы органических веществ.
На основании данных условия задачи:
1) проведите необходимые вычисления, указывая единицы измерения искомых физических величин, и установите молекулярную формулу вещества А;
2) составьте структурную формулу вещества А, которая однозначно отражает порядок связи атомов в его молекуле;
3) напишите уравнение реакции вещества А с избытком соляной кислоты, используя структурные формулы органических веществ.
Развёрнутый ответ: проверяется по критериям ФИПИ.
Решение
Вычислим количество вещества оксида углерода(IV):
n(CO2)=26,88 л22,4 л/моль=1,2 моль
Следовательно, количество вещества атомов углерода равно 1,2 моль, а их масса составляет:
m(C)=1,2·12=14,4 г
Количество вещества азота и атомов азота:
n(N2)=4,48 л22,4 л/моль=0,2 моль; n(N)=0,4 моль; m(N)=0,4·14=5,6 г
Количество вещества воды и атомов водорода:
n(H2O)=25,2 г18 г/моль=1,4 моль; n(H)=2,8 моль; m(H)=2,8 г
Масса кислорода в веществе А определяется по разности:
m(O)=29,2-14,4-5,6-2,8=6,4 г; n(O)=6,416=0,4 моль
Соотношение количеств атомов элементов:
n(C):n(H):n(N):n(O)=1,2:2,8:0,4:0,4=3:7:1:1
Простейшая формула имеет вид C3H7NO. Её молярная масса равна 73 г/моль, поэтому молекулярная масса вещества в два раза больше:
M(A)=29,2 г0,2 моль=146 г/моль; A=C6H14N2O2
Три функциональные группы — это карбоксильная группа и две аминогруппы. При максимальном удалении аминогрупп в неразветвлённой цепи они располагаются у крайних атомов углерода: структура вещества А — 2,6-диаминогексановая кислота.
H2N-(CH2)4-CH(NH2)-COOH
В избытке соляной кислоты обе аминогруппы присоединяют по одному протону, образуя соль:
H2N-(CH2)4-CH(NH2)-COOH+2HCl→ [H3N↑+-(CH2)4-CH(NH3↑+)-COOH]Cl2
n(CO2)=26,88 л22,4 л/моль=1,2 моль
Следовательно, количество вещества атомов углерода равно 1,2 моль, а их масса составляет:
m(C)=1,2·12=14,4 г
Количество вещества азота и атомов азота:
n(N2)=4,48 л22,4 л/моль=0,2 моль; n(N)=0,4 моль; m(N)=0,4·14=5,6 г
Количество вещества воды и атомов водорода:
n(H2O)=25,2 г18 г/моль=1,4 моль; n(H)=2,8 моль; m(H)=2,8 г
Масса кислорода в веществе А определяется по разности:
m(O)=29,2-14,4-5,6-2,8=6,4 г; n(O)=6,416=0,4 моль
Соотношение количеств атомов элементов:
n(C):n(H):n(N):n(O)=1,2:2,8:0,4:0,4=3:7:1:1
Простейшая формула имеет вид C3H7NO. Её молярная масса равна 73 г/моль, поэтому молекулярная масса вещества в два раза больше:
M(A)=29,2 г0,2 моль=146 г/моль; A=C6H14N2O2
Три функциональные группы — это карбоксильная группа и две аминогруппы. При максимальном удалении аминогрупп в неразветвлённой цепи они располагаются у крайних атомов углерода: структура вещества А — 2,6-диаминогексановая кислота.
H2N-(CH2)4-CH(NH2)-COOH
В избытке соляной кислоты обе аминогруппы присоединяют по одному протону, образуя соль:
H2N-(CH2)4-CH(NH2)-COOH+2HCl→ [H3N↑+-(CH2)4-CH(NH3↑+)-COOH]Cl2
Пример ответа
Молекулярная формула вещества А: C6H14N2O2; структурная формула: H2N-(CH2)4-CH(NH2)-COOH; реакция: H2N-(CH2)4-CH(NH2)-COOH+2HCl→ [H3N↑+-(CH2)4-CH(NH3↑+)-COOH]Cl2.
Похожие задания
33При взаимодействии соли первичного амина с нитратом серебра образуется органическое вещество А и бромид…Азотсодержащие органические вещества · 13 заданий · 68B1E733Органическое вещество содержит 12,79% азота, 43,84% углерода и 32,42% хлора по массе. Это вещество может быть…Азотсодержащие органические вещества · 13 заданий · 7334D833При взаимодействии соли первичного амина с ацетатом серебра образуется органическое вещество A и хлорид…Азотсодержащие органические вещества · 13 заданий · 7F4F9433При сгорании 2,03 г органического вещества А образуется 1,904 л (н.у.) углекислого газа, 0,9 г воды, 0,112 л…Азотсодержащие органические вещества · 13 заданий · 8D4F1233Органическое вещество содержит 9,09% азота, 31,19% углерода и 51,87% брома по массе. Это вещество может быть…Азотсодержащие органические вещества · 13 заданий · B5362733При сгорании 7,35 г органического вещества A образуется 5,6 л (н.у.) углекислого газа, 4,05 г воды, 0,56 л…Азотсодержащие органические вещества · 13 заданий · BA45FC33Вещество A содержит 39,13 % углерода, 17,39 % кислорода, 15,22 % азота, 21,20 % калия по массе, остальное …Азотсодержащие органические вещества · 13 заданий · CAD4CA33Органическое вещество А состава CxHyOzNk содержит 38,1 % кислорода и 16,67 % азота по массе. При сгорании…Азотсодержащие органические вещества · 13 заданий · D91B39
Нужен репетитор по химии?
Посмотрите репетиторов, которые ведут занятия в Precettore, или оставьте заявку — подберём сами.
Готовьтесь к ЕГЭ по химии в Precettore
Варианты с автопроверкой, домашние задания от репетитора, онлайн-доска и разбор ошибок — в одном кабинете. Регистрация бесплатная.