Задание 33 ЕГЭ по химии · DBEBCB
Строение и классификация органических веществ · 37 заданий
При сгорании 1,86 г органического вещества, не содержащего кислорода, получили углекислый газ, 1,26 г воды и 224 мл азота (н.у.). Известно, что это вещество может быть получено восстановлением соответствующего нитросоединения водородом в присутствии катализатора. На основании данных условия задания: 1) проведите необходимые вычисления (указывайте единицы измерения искомых физических величин) и установите молекулярную формулу органического вещества; 2) составьте возможную структурную формулу этого вещества, которая однозначно отражает порядок связи атомов в его молекуле; 3) напишите уравнение реакции получения данного вещества восстановлением соответствующего нитросоединения водородом в присутствии катализатора (используйте структурную формулу органического вещества).
Развёрнутый ответ: проверяется по критериям ФИПИ.
Решение
Найдём количество вещества воды:
n(H2O)=1,26 г18 г/моль=0,070 моль
Количество вещества атомов водорода равно 0,140 моль, поэтому масса водорода составляет:
m(H)=0,140 моль·1 г/моль=0,140 г
Найдём количество вещества азота в виде молекул N2 и массу атомов азота:
n(N2)=0,224 л22,4 л/моль=0,010 моль; n(N)=0,020 моль; m(N)=0,020·14=0,280 г
Так как кислорода в веществе нет, масса углерода определяется по разности:
m(C)=1,86-0,140-0,280=1,440 г; n(C)=1,44012=0,120 моль
Отношение количеств атомов равно:
n(C):n(H):n(N)=0,120:0,140:0,020=6:7:1
Следовательно, по буквальному прочтению условия получается эмпирическая формула C6H7N, а не C6H14N: количество атомов водорода равно 0,140/0,020=7. Однако молярная масса эмпирической формулы равна 93 г/моль, а молярное соотношение вещества по азоту и массе пробы даёт иную величину: 1,86/0,020=93 г/моль. Формула C6H7N действительно согласуется с расчётами и является анилином.
M(C6H7N)=6·12+7·1+14=93 г/моль
Возможная структурная формула вещества — анилин:
C6H5-NH2
Анилин получают восстановлением нитробензола водородом в присутствии катализатора:
C6H5-NO2+3H2 → (Ni) C6H5-NH2+2H2O
n(H2O)=1,26 г18 г/моль=0,070 моль
Количество вещества атомов водорода равно 0,140 моль, поэтому масса водорода составляет:
m(H)=0,140 моль·1 г/моль=0,140 г
Найдём количество вещества азота в виде молекул N2 и массу атомов азота:
n(N2)=0,224 л22,4 л/моль=0,010 моль; n(N)=0,020 моль; m(N)=0,020·14=0,280 г
Так как кислорода в веществе нет, масса углерода определяется по разности:
m(C)=1,86-0,140-0,280=1,440 г; n(C)=1,44012=0,120 моль
Отношение количеств атомов равно:
n(C):n(H):n(N)=0,120:0,140:0,020=6:7:1
Следовательно, по буквальному прочтению условия получается эмпирическая формула C6H7N, а не C6H14N: количество атомов водорода равно 0,140/0,020=7. Однако молярная масса эмпирической формулы равна 93 г/моль, а молярное соотношение вещества по азоту и массе пробы даёт иную величину: 1,86/0,020=93 г/моль. Формула C6H7N действительно согласуется с расчётами и является анилином.
M(C6H7N)=6·12+7·1+14=93 г/моль
Возможная структурная формула вещества — анилин:
C6H5-NH2
Анилин получают восстановлением нитробензола водородом в присутствии катализатора:
C6H5-NO2+3H2 → (Ni) C6H5-NH2+2H2O
Пример ответа
По приведённым данным молекулярная формула вещества — C6H7N, структурная формула — C6H5-NH2 (анилин); реакция: C6H5-NO2+3H2 → (Ni) C6H5-NH2+2H2O. Однако в условии сказано, что при сгорании образуется 1,26 г воды, тогда как для 1,86 г анилина должно образоваться 1,26 г воды, что согласуется с формулой.
Похожие задания
33Некоторое вещество было получено при окислении циклического углеводорода, не содержащего заместителей в…Строение и классификация органических веществ · 37 заданий · D1B0EC33При сгорании органического вещества А массой 4,3 г получили 4,48 л углекислого газа (н.у.) и 2,7 г воды.…Строение и классификация органических веществ · 37 заданий · D2E3E233При сгорании 21,6 г органического вещества получили 31,36 л углекислого газа (н.у.) и 14,4 г воды. Известно…Строение и классификация органических веществ · 37 заданий · D3718C33Некоторое вещество было получено при окислении циклического углеводорода, не содержащего заместителей в…Строение и классификация органических веществ · 37 заданий · D4A52133При сгорании 9,0 г органического вещества А получили 15,68 л углекислого газа (н. у.) и 5,4 г воды. Известно…Строение и классификация органических веществ · 37 заданий · DFE6ED33При сгорании 35,1 г органического вещества получили 33,6 л (н.у.) углекислого газа, 3,36 л (н.у.) азота и…Строение и классификация органических веществ · 37 заданий · E38CC733При сгорании органического вещества, не содержащего кислорода, получили 26,4 г углекислого газа, 5,4 г воды и…Строение и классификация органических веществ · 37 заданий · EFD95B33Органическое вещество А состава CxHyOzNk содержит 15,79 % углерода и 63,16 % кислорода по массе. При сгорании…Строение и классификация органических веществ · 37 заданий
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.