Slider

Задача С5 на ЕГЭ по химии. Определение формул органических веществ.

Автор статьи — профессиональный репетитор О. В. Овчинникова.

Задача С5 на ЕГЭ по химии - это определение формулы органического вещества. Часто выпускники теряют баллы на этой задаче. Причин несколько:

  1. Некорректное оформление;
  2. Решение не математическим путем, а методом перебора;
  3. Неверно составленная общая формула вещества;
  4. Ошибки в уравнении реакции с участием вещества, записанного в общем виде.

Типы задач в задании С5.

  1. Определение формулы вещества по массовым долям химических элементов или по общей формуле вещества;
  2. Определение формулы вещества по продуктам сгорания;
  3. Определение формулы вещества по химическим свойствам.

Необходимые теоретические сведения.

  1. Массовая доля элемента в веществе.

    Массовая доля элемента — это его содержание в веществе в процентах по массе.
    Например, в веществе состава \rm C_2H_4 содержится 2 атома углерода и 4 атома водорода. Если взять 1молекулу такого вещества, то его молекулярная масса будет равна:\rm Mr(C_2H_4)=2 \cdot 12 + 4 \cdot 1 = 28 а.е.м. и там содержится 2 \cdot 12 а.е.м. углерода.

    Чтобы найти массовую долю углерода в этом веществе, надо его массу разделить на массу всего вещества:

    \rm \omega (C) = 12 \cdot 2 / 28 = 0,857 или 85,7\%.

    Если вещество имеет общую формулу \rm C_xH_yO_z, то массовые доли каждого их атомов так же равны отношению их массы к массе всего вещества. Масса \rm x атомов \rm C равна \rm - 12x, масса \rm y атомов \rm H - y, масса \rm z атомов кислорода \rm - 16z

    Тогда

    \rm \omega (C) = 12 \cdot x / (12x + y + 16z)

    Если записать эту формулу в общем виде, то получится следующее выражение:

    Массовая доля атома Э в веществе   = Атомная масса атома Э  •  число атомов Э в  молекуле
    Аr(Э) • z
    ——————
    Mr(вещ.)
    Молекулярная масса вещества
  2. Молекулярная и простейшая формула вещества.Молекулярная (истинная) формула — формула, в которой отражается реальное число атомов каждого вида, входящих в молекулу вещества.

    Например, \rm C_6H_6 — истинная формула бензола.

    Простейшая (эмпирическая) формула — показывает соотношение атомов в веществе.
    Например, для бензола соотношение \rm C:H=1:1, т.е. простейшая формула бензола — \rm CH.
    Молекулярная формула может совпадать с простейшей или быть кратной ей.

    Примеры.

    Вещество Молекулярная формула Соотношение атомов Простейшая формула
    Этанол \rm C_2H_6O \rm C:H:O=2:6:1 \rm C_2H_6O
    Бутен \rm C_4H_8 \rm C:H=1:2 \rm CH_2
    Уксусная кислота \rm C_2H_4O_2 \rm C:H:O=1:2:1 \rm CH_2O

    Если в задаче даны только массовые доли элементов, то в процессе решения задачи можно вычислить только простейшую формулу вещества. Для получения истинной формулы в задаче обычно даются дополнительные данные — молярная масса, относительная или абсолютная плотность вещества или другие данные, с помощью которых можно определить молярную массу вещества.

  3. Относительная плотность газа \rm X по газу \rm Y - D_{noY}(X).

    Относительная плотность \rm D — это величина, которая показывает, во сколько раз газ \rm X тяжелее газа \rm Y. Её рассчитывают как отношение молярных масс газов \rm X и \rm Y:

    \rm D_{noY}(X) = M(X)/M(Y)

    Часто для расчетов используют относительные плотности газов по водороду и по воздуху.

    Относительная плотность газа \rm X по водороду:

    \rm D_{no H_2}=M_{(X)}/M_{(H_2)}=M_{(X)}/2

    Воздух — это смесь газов, поэтому для него можно рассчитать только среднюю молярную массу. Её величина принята за 29 г/моль (исходя из примерного усреднённого состава).
    Поэтому:

    \rm D_B=M_x/29

  4. Абсолютная плотность газа при нормальных условиях.Абсолютная плотность газа — это масса 1 л газа при нормальных условиях. Обычно для газов её измеряют в г/л.

    \rm \rho = m/V

    Если взять 1 моль газа, то тогда:

    \rm \rho = M/V_m,

    а молярную массу газа можно найти, умножая плотность на молярный объём.

  5. Общие формулы веществ разных классов.

    Часто для решения задач с химическими реакциями удобно пользоваться не обычной общей формулой, а формулой, в которой выделена отдельно кратная связь или функциональная группа.

    Класс органических веществ Общая молекулярная формула Формула с выделенной кратной связью и функциональной группой
    Алканы \rm C_nH_{2n+2}
    Алкены \rm C_nH_{2n} \rm C_nH_{2n+1}-CH=CH_2
    Алкины \rm C_nH_{2n-2} \rm C_nH_{2n+1}-C \equiv CH
    Диены \rm C_nH_{2n-2}
    Гомологи бензола \rm C_nH_{2n-6} \rm C_6H_5-C_nH_{2n+1}
    Предельные одноатомные спирты \rm C_nH_{2n+2}O \rm C_nH_{2n+1}-OH
    Многоатомные спирты \rm C_nH_{2n+2}O_x \rm C_nH_{2n+2-x}(OH)_x
    Предельные альдегиды \rm C_nH_{2n}O \rm C_nH_{2n+1}-\overset{\displaystyle O}{\overset{\parallel }{C}}-H
    Кетоны \rm C_nH_{2n}O \rm C_nH_{2n+1}-\overset{\displaystyle O}{\overset{\parallel }{C}}-O-C_mH_{2m+1}
    Фенолы \rm C_nH_{2n-6}O \rm C_6H_5(C_nH_{2n})-OH
    Предельные карбоновые кислоты \rm C_nH_{2n}O_2 \rm C_nH_{2n+1}-\overset{\displaystyle O}{\overset{\parallel }{C}}-OH
    Сложные эфиры \rm C_nH_{2n}O_2 \rm C_nH_{2n+1}-\overset{\displaystyle O}{\overset{\parallel }{C}}-O-C_mH_{2m+1}
    Амины \rm C_nH_{2n+3}N \rm C_nH_{2n+1}NH_2
    Аминокислоты (предельные одноосновные) \rm C_nH_{2n+1}NO_2 \rm NH_2-\mkern -40mu \underset{\displaystyle \mkern 50mu C_nH_{2n+1}}{\underset{\mid}{CH}}\mkern -44mu -\overset{\displaystyle O}{\overset{\parallel }{C}}-OH

Определение формул веществ по массовым долям атомов, входящих в его состав.

Решение таких задач состоит из двух частей:

  • сначала находят мольное соотношение атомов в веществе — оно соответствует его простейшей формуле. Например, для вещества состава \rm A_xB_y соотношение количеств веществ \rm A и \rm B соответствует соотношению числа их атомов в молекуле:

    \rm x:y=n(A):n(B)

  • затем, используя молярную массу вещества, определяют его истинную формулу.
  1. Пример 1.
    Определить формулу вещества, если оно содержит \rm 84,21\% C и \rm 15,78\% H и имеет относительную плотность по воздуху, равную 3,93.

Решение примера 1.

  1. Пусть масса вещества равна \rm 100 г. Тогда масса \rm C будет равна \rm 84,21 г, а масса \rm H - 15,79 г.
  2. Найдём количество вещества каждого атома:

    \rm \nu (C) = m / M = 84,21 / 12 = 7,0175 моль,

    \rm \nu (H) = 15,79 / 1 = 15,79 моль.

  3. Определяем мольное соотношение атомов \rm C и \rm H:

    \rm C:H=7,0175:15,79 (сократим оба числа на меньшее) \rm = 1:2,25 (домножим на 4) =4:9.

    Таким образом, простейшая формула \rm - C_4H_9.

  4. По относительной плотности рассчитаем молярную массу:

    \rm M = D_{(B)} \cdot 29 = 114 г/моль.

    Молярная масса, соответствующая простейшей формуле \rm C_4H_9 - 57 г/моль, это в 2 раза меньше истинно молярной массы.

    Значит, истинная формула \rm C_8H_{18}.

Есть гораздо более простой метод решения такой задачи, но, к сожалению, за него не поставят полный балл. Зато он подойдёт для проверки истинной формулы, т.е. с его помощью вы можете проверить своё решение.

Метод 2: Находим истинную молярную массу (114 г/моль), а затем находим массы атомов углерода и водорода в этом веществе по их массовым долям.

\rm m(C) = 114 \cdot 0,8421 = 96; т.е. число атомов \rm C 96/12 = 8

\rm m(H) = 114 \cdot 0,1579 = 18; т.е число атомов \rm H 18/1 = 18.

Формула вещества \rm C_8H_{18}.

Ответ: \bf C_8H_{18}.
  1. Пример 2.
    Определить формулу алкина с плотностью 2,41 г/л при нормальных условиях.

Решение примера 2.

Общая формула алкина \rm C_nH_{2n-2}

Как, имея плотность газообразного алкина, найти его молярную массу? Плотность \rm \rho — это масса 1 литра газа при нормальных условиях.

Так как 1 моль вещества занимает объём 22,4 л, то необходимо узнать, сколько весят \rm 22,4 л такого газа:

\rm M=(плотность \rm \rho ) \cdot (молярный объём \rm V_m=2,41 г/л \cdot 22,4 л/моль = 54 г/моль.

Далее, составим уравнение, связывающее молярную массу и \rm n:

\rm 14 \cdot n - 2 = 54,\ n = 4.

Значит, алкин имеет формулу \rm C_4H_6.

Ответ: \bf C_4H_6
  1. Пример 3.
    Определить формулу предельного альдегида, если известно, что 3 \cdot 10^{22} молекул этого альдегида весят 4,3 г.

Решение примера 3.

В этой задаче дано число молекул и соответствующая масса. Исходя из этих данных, нам необходимо вновь найти величину молярной массы вещества.

Для этого нужно вспомнить, какое число молекул содержится в 1 моль вещества.

Это число Авогадро: \rm N_a = 6,02 \cdot 10^{23} (молекул).

Значит, можно найти количество вещества альдегида:

\rm \nu = N / Na = 3 \cdot 1022 / 6,02 \cdot 1023 = 0,05 моль,

и молярную массу:

\rm M = m / n = 4,3 / 0,05 = 86 г/моль.

Далее, как в предыдущем примере, составляем уравнение и находим \rm n.

Общая формула предельного альдегида \rm C_nH_{2n}O, то есть \bf M = 14n + 16 = 86,\ n = 5..

Ответ: \bf C_5H_{10}O, пентаналь.
  1. Пример 4.
    Определить формулу дихлоралкана, содержащего 31,86\% углерода.

Решение примера 4.

Общая формула дихлоралкана: \rm C_nH_{2n}Cl_2, там 2 атома хлора и \rm n атомов углерода.

Тогда массовая доля углерода равна:

\rm \omega (C)=(число атомов \rm C в молекуле) \cdot (атомная масса \rm C)/(молекулярная масса дихлоралкана)

\rm 0,3186 = n \cdot 12 / (14n + 71)

\rm n=3, вещество — дихлорпропан.

Ответ: \bf C_3H_6Cl_2, дихлорпропан.

Определение формул веществ по продуктам сгорания.

В задачах на сгорание количества веществ элементов, входящих в исследуемое вещество, определяют по объёмам и массам продуктов сгорания — углекислого газа, воды, азота и других. Остальное решение — такое же, как и в первом типе задач.

  1. Пример 5.
    \rm 448 мл (н. у.) газообразного предельного нециклического углеводорода сожгли, и продукты реакции пропустили через избыток известковой воды, при этом образовалось 8 г осадка. Какой углеводород был взят?

Решение примера 5.

  1. Общая формула газообразного предельного нециклического углеводорода (алкана) — \rm C_nH_{2n+2}

    Тогда схема реакции сгорания выглядит так:

    \rm C_nH_{2n+2} + O_2 \rightarrow CO_2 + H_2O

    Нетрудно заметить, что при сгорании \bf 1 моль алкана выделится \rm n моль углекислого газа.

    Количество вещества алкана находим по его объёму (не забудьте перевести миллилитры в литры!):

    \rm \nu (C_nH_{2n+2}) = 0,488 / 22,4 = 0,02 моль.

  2. При пропускании углекислого газа через известковую воду \rm Ca(OH)_2 выпадает осадок карбоната кальция:

    \rm CO_2 + Ca(OH)_2 = CaCO_3 + H_2O

    Масса осадка карбоната кальция — 8 г, молярная масса карбоната кальция 100 г/моль.

    Значит, его количество вещества

    \rm \nu (CaCO_3) = 8 / 100 = 0,08 моль.

    Количество вещества углекислого газа тоже \rm 0,08 моль.

  3. Количество углекислого газа в 4 раза больше чем алкана, значит формула алкана \rm C_4H_{10}.
Ответ: \bf C_4H_{10}
  1. Пример 6.
    Относительная плотность паров органического соединения по азоту равна 2. При сжигании 9,8 г этого соединения образуется 15,68 л углекислого газа (н. у) и 12,6 г воды. Выведите молекулярную формулу органического соединения.

Решение примера 6.

Так как вещество при сгорании превращается в углекислый газ и воду, значит, оно состоит из атомов \rm C, H и, возможно, \rm O. Поэтому его общую формулу можно записать как \rm C_xH_yC_z.

  1. Схему реакции сгорания мы можем записать (без расстановки коэффициентов):

    \rm C_xH_yO_z + O_2 \rightarrow CO_2 + H_2O

    Весь углерод из исходного вещества переходит в углекислый газ, а весь водород — в воду.

  2. Находим количества веществ \rm CO_2 и \rm H_2O, и определяем, сколько моль атомов \rm C и \rm H в них содержится:

    \rm \nu (CO_2) = V / V_m = 15,68 / 22,4 = 0,7 моль.

    На одну молекулу \rm CO_2 приходится один атом \rm C, значит, углерода столько же моль, сколько \rm CO_2.

    \rm \nu (CO_2) = 0,7 моль

    \rm \nu (H_2O) = m / M = 12,6 / 18 = 0,7 моль.

    В одной молекуле воды содержатся два атома \rm H, значит количество водорода в два раза больше, чем воды.

    \rm \nu (H) = 0,7 \cdot 2 = 1,4 моль.

  3. Проверяем наличие в веществе кислорода. Для этого из массы всего исходного вещества надо вычесть массы \rm C и \rm H.

    \rm m(C) = 0,7 \cdot 12 = 8,4 г, \rm m(H) = 1,4 \cdot 1 = 1,4 г

    Масса всего вещества 9,8 г.

    \rm m(O) = 9,8 - 8,4 - 1,4 = 0, т.е.в данном веществе нет атомов кислорода.

    Если бы кислород в данном веществе присутствовал, то по его массе можно было бы найти количество вещества и рассчитывать простейшую формулу, исходя из наличия трёх разных атомов.

  4. Дальнейшие действия вам уже знакомы: поиск простейшей и истинной формул.

    \rm C : H = 0,7 : 1,4 = 1 : 2

    Простейшая формула \rm CH_2.

  5. Истинную молярную массу ищем по относительной плотности газа по азоту (не забудьте, что азот состоит из двухатомных молекул \rm N_2 и его молярная масса 28 г/моль):

    \rm M = D_{no\ N_2} \cdot M_{(N_2)} = 2 \cdot 28 = 56 г/моль.

    Истиная формула \rm CH_2, её молярная масса 14.

    56/14=4

    Истинная формула \rm C_4H_8.

Ответ: \bf C_4H_8
  1. Пример 7.
    Определите молекулярную формулу вещества, при сгорании 9 г которого образовалось 17,6 г \rm CO_2,\ 12,6 г воды и азот. Относительная плотность этого вещества по водороду — 22,5. Определить молекулярную формулу вещества.

Решение примера 7.

  1. Вещество содержит атомы \rm C,H и \rm N. Так как масса азота в продуктах сгорания не дана, её надо будет рассчитывать, исходя из массы всего органического вещества.
    Схема реакции горения:

    \rm C_xH_yO_z + O_2 \rightarrow CO_2 + H_2O + N_2

  2. Находим количества веществ \rm CO_2 и \rm H_2O, и определяем, сколько моль атомов \rm C и \rm Hв них содержится:
    \rm \nu (CO_2) = m / M = 17,6 / 44 = 0,4 моль.

    \rm \nu (C) = 0,4 моль.

    \rm \nu (H_2O) = m / M = 12,6 / 18 = 0,7 моль.

    \rm \nu (H) = 0,7 \cdot 2 = 1,4 моль.

  3. Находим массу азота в исходном веществе.

    Для этого из массы всего исходного вещества надо вычесть массы \rm C и \rm H.

    \rm m(C) = 0,4 \cdot 12 = 4,8 г,

    \rm m(H) = 1,4 \cdot 1 = 1,4 г

    Масса всего вещества \rm 9,8 г.

    \rm m(N) = 9 - 4,8 - 1,4 = 2,8 г ,

    \rm \nu (N) = m /M = 2,8 / 14 = 0,2 моль.

  4. \rm C : H : N = 0,4 : 1,4 : 0,2 = 2 : 7 : 1

    Простейшая формула — \rm C_2H_7N

    Истинная молярная масса

    \rm M = D_{no\ H_2} \cdot M_{(H_2)} = 22,5 \cdot 2 = 45 г/моль.

    Она совпадает с молярной массой, рассчитанной для простейшей формулы. То есть это и есть истинная формула вещества.

Ответ: \bf C_2H_7N
  1. Пример 8.
    Вещества содержит \rm C, H, O и \rm S. При сгорании 11 г его выделилось 8,8 г \rm CO_2,\ 5,4 г \rm H_2O, а сера была полностью переведена в сульфат бария, масса которого оказалась равна 23,3 г. Определить формулу вещества.

Решение примера 8.

Формулу заданного вещества можно представить как \rm C_xH_yS_zO_k При его сжигании получается углекислый газ, вода и сернистый газ, который затем превращают в сульфат бария. Соответственно, вся сера из исходного вещества превращена в сульфат бария.

  1. Находим количества веществ углекислого газа, воды и сульфата бария и соответствующих химических элементов из исследуемого вещества:
    \rm \nu (CO_2) = m/M = 8,8/44 = 0,2 моль.

    \rm \nu (C) = 0,2 моль.

    \rm \nu (H_2O) = m / M = 5,4 / 18 = 0,3 моль.

    \rm \nu (H) = 0,6 моль.

    \rm \nu (BaSO_4) = 23,3 / 233 = 0,1 моль.

    \rm \nu (S) = 0,1 моль.

  2. Рассчитываем предполагаемую массу кислорода в исходном веществе:
    \rm m(C) = 0,2 \cdot 12 = 2,4 г

    \rm m(H) = 0,6 \cdot 1 = 0,6 г

    \rm m(S) = 0,1 \cdot 32 = 3,2 г

    \rm m(O) = m_{ucx.} - m(C) - m(H) - m(S) = 11 - 2,4 - 0,6 - 3,2 = 4,8 г,

    \rm \nu (O) = m / M = 4,8 / 16 = 0,3 моль

  3. Находим мольное соотношение элементов в веществе:

    \rm C : H : S : O = 0,2 : 0,6 : 0,1 : 0,3 = 2 : 6 : 1 : 3

    Формула вещества \rm C_2H_6SO_3

    Надо отметить, что таким образом мы получили только простейшую формулу.

    Однако, полученная формула является истинной, поскольку при попытке удвоения этой формулы \rm (C_4H_{12}S_2O_6) получается, что на 4 атома углерода, помимо серы и кислорода, приходится 12 атомов Н, а это невозможно.

Ответ: \bf C_2H_6SO_3

Определение формул веществ по химическим свойствам.

  1. Пример 9.
    Определить формулу алкадиена, если г его могут обесцветить 80 г 2\%-го раствора брома.

Решение примера 9.

  1. Общая формула алкадиенов — \bf C_nH_{2n-2}.

    Запишем уравнение реакции присоединения брома к алкадиену, не забывая, что в молекуле диена две двойные связи и, соответственно, в реакцию с 1 моль диена вступят 2 моль брома:

    \rm C_nH_{2n-2} + 2Br_2 \rightarrow C_nH_{2n-2}Br_4

  2. Так как в задаче даны масса и процентная концентрация раствора брома, прореагировавшего с диеном, можно рассчитать количества вещества прореагировавшего брома:
    \rm m(Br_2) = m_{p-pa} \cdot \omega = 80 \cdot 0,02 = 1,6 г

    \rm \nu (Br_2) = m / M = 1,6 / 160 = 0,01 моль.

  3. Так как количество брома, вступившего в реакцию, в 2раза больше, чем алкадиена, можно найти количество диена и (так как известна его масса) его молярную массу:\rm \overset{0,005}{C_nH_{2n-2}} + 2Br_2 \rightarrow \overset{0,01}{C_nH_{2n-2}}Br_4

    \rm M = m / \nu = 3,4 / 0,05 = 68 г/моль.

  4. Находим формулу алкадиена по его общей формул, выражая молярную массу через \rm n:
    \rm 14n- 2 = 68

    \rm n=5.

    Это пентадиен \rm C_5H_8.

Ответ: \bf C_5H_8
  1. Пример 10.
    При взаимодействии 0,74 г предельного одноатомного спирта с металлическим натрием выделился водород в количестве, достаточном для гидрирования \rm 112 мл пропена (н. у.). Что это за спирт?

Решение примера 10.

  1. Формула предельного одноатомного спирта — \rm C_nH_{2n+1}OH Здесь удобно записывать спирт в такой форме, в которой легко составить уравнение реакции — т.е. с выделенной отдельно группой \rm OH.
  2. Составим уравнения реакций (нельзя забывать о необходимости уравнивать реакции):
    \rm 2C_nH_{2n+1}OH + 2Na \rightarrow 2C_nH_{2n+1}ONa + H_2

    \rm C_3H_6 + H_2 \rightarrow C_3H_8

  3. Можно найти количество пропена, а по нему — количество водорода. Зная количество водорода, по реакции находим количество вещества спирта:
    \rm \nu (C_3H_6) = V / V_m = 0,112 / 22,4 = 0,005 моль => \rm \nu (H_2) = 0,005 моль,

    \rm \nu_{cn.} = 0,005 \cdot 2 = 0,01 моль.

  4. Находим молярную массу спирта и \rm n:
    \rm M_{cn.} = m / \nu = 0,74 / 0,01 = 74 г/моль,

    \rm 14n + 18 = 74

    \rm 14n = 56

    \rm n=4

    Спирт — бутанол \rm C_4H_7OH.

Ответ: \bf C_4H_7OH
  1. Пример 11.
    Определить формулу сложного эфира, при гидролизе 2,64 г которого выделяется 1,38 г спирта и 1,8 г одноосновной карбоновой кислоты.

Решение примера 11.

  1. Общую формулу сложного эфира, состоящего из спирта и кислоты с разным числом атомов углерода можно представить в таком виде:

    \rm C_nH_{2n+1}COOC_mH_{2m+1}

    Соответственно, спирт будет иметь формулу

    \rm C_mH_{2m+1}OH,

    а кислота

    \rm C_nH_{2n+1}COOH.

    Уравнение гидролиза сложного эфира:

    \rm C_nH_{2n+1}COOC_mH_{2m+1} + H_2O \rightarrow C_mH_{2m+1}OH + C_nH_{2n+1}COOH

  2. Согласно закону сохранения массы веществ, сумма масс исходных веществ и сумма масс продуктов реакции равны.

    Поэтому из данных задачи можно найти массу воды:

    \rm m_{H_2O} = (масса кислоты) + (масса спирта) − (масса эфира) = \rm 1,38 + 1,8 - 2,64 = 0,54 г

    \rm \nu_{H_2O} = m / M = 0,54 / 18 = 0,03 моль

    Соответственно, количества веществ кислоты и спирта тоже равны моль.

    Можно найти их молярные массы:

    \rm M_K = m / \nu = 1,8 / 0,03 = 60 г/моль,

    \rm M_C = 1,38 / 0,03 = 46 г/моль.

    Получим два уравнения, из которых найдём \rm m и \rm n:

    \rm M_{C_nH_{2n+1}COOH} = 14n + 46 = 60,\ n = 1 — уксусная кислота

    \rm M_{C_mH_{2m+1}OH} = 14m + 18 = 46,\ m = 2 — этанол.

    Таким образом, искомый эфир — это этиловый эфир уксусной кислоты, этилацетат.

Ответ: \bf CH_3COOC_2H_5.
  1. Пример 12.
    Определить формулу аминокислоты, если при действии на 8,9 г её избытком гидроксида натрия можно получить 11,1 г натриевой соли этой кислоты.

Решение примера 12.

  1. Общая формула аминокислоты (если считать, что она не содержит никаких других функциональных групп, кроме одной аминогруппы и одной карбоксильной):

    \rm NH_2-CH(R)-COOH.

    Можно было бы записать её разными способами, но для удобства написания уравнения реакции лучше выделять в формуле аминокислоты функциональные группы отдельно.

  2. Можно составить уравнение реакции этой аминокислоты с гидроксидом натрия:

    \rm NH_2-CH(R)-COOH + NaOH \rightarrow NH_2-CH(R)-COONa + H_2O

    Количества вещества аминокислоты и её натриевой соли — равны. При этом мы не можем найти массу какого-либо из веществ в уравнении реакции. Поэтому в таких задачах надо выразить количества веществ аминокислоты и её соли через молярные массы и приравнять их:

    \rm M_{(AM.\ NH_2-CH(R)-COOH)} = 74 + M_R

    \rm M_{(c. NH_2-CH(R)-Na)} = 96 + M_R

    \rm \nu_{AM.} = 8,9 / (74 + M_R)

    \rm \nu_{C.} = 11,1 / (96 + M_R)

    \rm 8,9 / (74 + M_R) = 11,1 / (96 + M_R)

    \rm M_R=15

    Легко увидеть, что \rm R=CH_3.

    Можно это сделать математически, если принять, что \bf R - C_nH_{2n+1}.

    \rm 14n + 1 = 15, n = 1..

    Это аланин — аминопропановая кислота.

Ответ: \bf NH_2-CH(CH_3)-COOH.

Задачи для самостоятельного решения.

Часть 1. Определение формулы вещества по составу.

1–1. Плотность углеводорода при нормальных условиях равна 1,964 г/л. Массовая доля углерода в нем равна 81,82\%. Выведите молекулярную формулу этого углеводорода.
1–2. Массовая доля углерода в диамине равна 48,65\%, массовая доля азота равна 37,84\%. Выведите молекулярную формулу диамина.
1–3. Относительная плотность паров предельной двухосновной карбоновой кислоты по воздуху равна 4,07. Выведите молекулярную формулу карбоновой кислоты.
1–4. 2 л алкадиена при н.у. имеет массу, равную 4,82 г. Выведите молекулярную формулу алкадиена.
1–5. (ЕГЭ–2011) Установите формулу предельной одноосновной карбоновой кислоты, кальциевая соль которой содержит 30,77\% кальция.

 

Часть 2. Определение формулы вещества по продуктам сгорания.

2–1. Относительная плотность паров органического соединения по сернистому газу равна 2. При сжигании 19,2 г этого вещества образуется 52,8 г углекислого газа (н.у.) и 21,6 г воды. Выведите молекулярную формулу органического соединения.
2–2. При сжигании органического вещества массой 1,78 г в избытке кислорода получили 0,28 г азота, 1,344 л (н.у.) \rm CO_2 и 1,26 г воды. Определите молекулярную формулу вещества, зная, что в указанной навеске вещества содержится 1,204 \cdot 10^22молекул.
2–3. Углекислый газ, полученный при сгорании 3,4 г углеводорода, пропустили через избыток раствора гидроксида кальция и получили 25 г осадка. Выведите простейшую формулу углеводорода.
2–4. При сгорании органического вещества, содержащего \rm C, H и хлор, выделилось 6,72 л (н.у.) углекислого газа, 5,4 г воды, 3,65 г хлороводорода. Установите молекулярную формулу сгоревшего вещества.
2–5. (ЕГЭ–2011) При сгорании амина выделилось 0,448 л (н.у.) углекислого газа, 0,495 г воды и 0,056 л азота. Определить молекулярную формулу этого амина.

 

Часть 3. Определение формулы вещества по химическим свойствам.

3–1. Определить формулу алкена, если известно, что он 5,6 г его при присоединении воды образуют 7,4 г спирта.
3–2. Для окисления 2,9 г предельного альдегида до кислоты потребовалось 9,8 г гидроксида меди (II). Определить формулу альдегида.
3–3. Одноосновная моноаминокислота массой 3 г с избытком бромоводорода образует 6,24 г соли. Определить формулу аминокислоты.
3–4. При взаимодействии предельного двухатомного спирта массой 2,7 г с избытком калия выделилось 0,672 л водорода. Определить формулу спирта.
3–5. (ЕГЭ–2011) При окислении предельного одноатомного спирта оксидом меди (II) получили 9,73 г альдегида, 8,65 г меди и воду. Определить молекулярную формулу этого спирта.

 

Ответы и комментарии к задачам для самостоятельного решения.

1–1. \rm C_3H_8
1–2. \rm C_3H_6(NH_2)_2
1–3. \rm C_2H_4(COOH)_2
1–4. \rm C_4H_6
1–5. \rm (HCOO)_2Ca — формиат кальция, соль муравьиной кислоты

 

2–1. \rm C_8H_{16}O
2–2. \rm C_3H_7NO
2–3. \rm C_5H_8 (массу водорода находим, вычитая из массы углеводорода массу углерода)
2–4. \rm C_3H_7Cl (не забудьте, что атомы водорода содержатся не только в воде, но и в \rm HCl)
2–5. \rm C_4H_{11}N

 

3–1. \rm C_4H_8
3–2. \rm C_3H_6O
3–3. \rm C_2H_5NO_2
3–4. \rm C_4H_8(OH)_2
3–5. \rm C_4H_9OH

Интенсивная подготовка

Бесплатные пробные ЕГЭ

Расписание курсов

Звоните нам: 8 (800) 775-06-82 (бесплатный звонок по России)
                       +7 (495) 984-09-27 (бесплатный звонок по Москве)

Или нажмите на кнопку «Узнать больше», чтобы заполнить контактную форму. Мы обязательно Вам перезвоним.

Полный онлайн-курс подготовки к ЕГЭ по математике. Структурировано. Четко. Без воды. Сдай ЕГЭ на 100 баллов!

Смотреть

Для нормального функционирования и Вашего удобства, сайт использует файлы cookies. Это совершенно обычная практика.Продолжая использовать портал, Вы соглашаетесь с нашей Политикой конфиденциальности.

Позвоните мне

Все поля обязательны для заполнения

Отправить