33 задача по химии егэ Органическое вещество А природного происхождения содержит 11,76% по массе азота. При обработке А азотистой кислотой образуется вещество В. Для полного сгорания некоторой порции В требуется 0,672 л (при н.у.) кислорода, при этом образуется 0,672 л углекислого газа и 540 мг воды. В веществе В есть первичный атом углерода, не связанный с функциональными группами, оно взаимодействует со щелочами и реагирует с натрием в мольном соотношении 1:3. Составьте молекулярную и структурную формулы вещества В
Для решения задачи начнем с анализа информации о веществе A и его производном веществе B.
Шаг 1: Определение молекулярной формулы вещества B
По условию, в составе вещества A содержится 11,76% по массе азота. Это означает, что из 100 г вещества A имеется 11,76 г азота.
Для нахождения молекулярной формулы вещества B сделаем предположение, что у нас есть углеводород, который, по всей видимости, сгорает в кислороде. Мы знаем, что при сгорании вещества B:
Образуется 0,672 л углекислого газа CO2CO₂CO2 и 540 мг воды H2OH₂OH2O.0,672 л газа соответствует 0,672 моль прин.у.1мольгазазанимает22,4лпри н.у. 1 моль газа занимает 22,4 лприн.у.1мольгазазанимает22,4л.
Теперь найдем количество атомов углерода и водорода в веществе B.
Количество CO₂: n(CO2)=0,672 n(CO₂) = 0,672 n(CO2)=0,672 моль означает, что в веществе B содержится 0,672 моль углерода.
Молярная масса воды H2O H₂O H2O составляет 18 г/моль, значит количество воды: n(H2O)=540 мг18 г/моль=0,54 г18 г/моль=0,03 моль
n(H₂O) = \frac{540 \text{ мг}}{18 \text{ г/моль}} = \frac{0,54 \text{ г}}{18 \text{ г/моль}} = 0,03 \text{ моль} n(H2O)=18г/моль540мг=18г/моль0,54г=0,03моль
Данная информация также указывает на то, что у нас в B может быть какая-то функциональная группа, поскольку оно реагирует с натрием в соотношении 1:3, это может указывать на наличие, например, спиртовой группы –OH–OH–OH.
Шаг 2: Молекулярная формула
Если мы рассматриваем, что в веществе B CnHmC_nH_mCnHm, у нас C/H примерно 0,672/0,06, определим их отношение для соответствующих целых чисел:
Вещество B следует оформить как C₁₁H₁₂ с функциональной группой спирта, дающей реакцию с натрием. Однако, учитывая поведение вещества и реакцию с щелочами, более вероятно, что это может быть линейный спирт, например, один из ненасыщенных спиртов например:октадиен−1,ограниченныйалкен−спирт например: октадиен-1, ограниченный алкен-спиртнапример:октадиен−1,ограниченныйалкен−спирт.
Вывод:
На основании вышеизложенного, можем предположить, что вещество B - это олеиновая кислота или её производные спирт.
Молекулярная формула вещества B может быть записана как C₁₁H₂₄OH.
Структурная формула будет зависеть от истинной структуры, но можно представить это как:
Гидроксильная группа в конце углеводородного «хвоста» например,нонанолилидеканолнапример, нонанол или деканолнапример,нонанолилидеканол.
Обратите внимание, что необходимо экспериментальное подтверждение для точного определения.
Для решения задачи начнем с анализа информации о веществе A и его производном веществе B.
Шаг 1: Определение молекулярной формулы вещества BПо условию, в составе вещества A содержится 11,76% по массе азота. Это означает, что из 100 г вещества A имеется 11,76 г азота.
Для нахождения молекулярной формулы вещества B сделаем предположение, что у нас есть углеводород, который, по всей видимости, сгорает в кислороде. Мы знаем, что при сгорании вещества B:
Образуется 0,672 л углекислого газа CO2CO₂CO2 и 540 мг воды H2OH₂OH2 O.0,672 л газа соответствует 0,672 моль прин.у.1мольгазазанимает22,4лпри н.у. 1 моль газа занимает 22,4 лприн.у.1мольгазазанимает22,4л.Теперь найдем количество атомов углерода и водорода в веществе B.
Количество CO₂: n(CO2)=0,672 n(CO₂) = 0,672 n(CO2 )=0,672 моль означает, что в веществе B содержится 0,672 моль углерода.
Молярная масса воды H2O H₂O H2 O составляет 18 г/моль, значит количество воды:
n(H2O)=540 мг18 г/моль=0,54 г18 г/моль=0,03 моль n(H₂O) = \frac{540 \text{ мг}}{18 \text{ г/моль}} = \frac{0,54 \text{ г}}{18 \text{ г/моль}} = 0,03 \text{ моль}
n(H2 O)=18 г/моль540 мг =18 г/моль0,54 г =0,03 моль
Содержание водорода в 0,03 моль H₂O:
n(H)=0,03 моль×2=0,06 моль n(H) = 0,03 \text{ моль} \times 2 = 0,06 \text{ моль}
n(H)=0,03 моль×2=0,06 моль
Таким образом, на данный момент мы имеем:
Углерод CCC: 0,672 мольВодород HHH: 0,06 мольДанная информация также указывает на то, что у нас в B может быть какая-то функциональная группа, поскольку оно реагирует с натрием в соотношении 1:3, это может указывать на наличие, например, спиртовой группы –OH–OH–OH.
Шаг 2: Молекулярная формулаЕсли мы рассматриваем, что в веществе B CnHmC_nH_mCn Hm , у нас C/H примерно 0,672/0,06, определим их отношение для соответствующих целых чисел:
C:H (отношение)=0,6720,06=11,2⇒около 11 \text{C:H (отношение)} = \frac{0,672}{0,06} = 11,2 \Rightarrow \text{около } 11
Шаг 3: Структурная формулаC:H (отношение)=0,060,672 =11,2⇒около 11
Вещество B следует оформить как C₁₁H₁₂ с функциональной группой спирта, дающей реакцию с натрием. Однако, учитывая поведение вещества и реакцию с щелочами, более вероятно, что это может быть линейный спирт, например, один из ненасыщенных спиртов например:октадиен−1,ограниченныйалкен−спирт например: октадиен-1, ограниченный алкен-спиртнапример:октадиен−1,ограниченныйалкен−спирт.
Вывод:На основании вышеизложенного, можем предположить, что вещество B - это олеиновая кислота или её производные спирт.
Молекулярная формула вещества B может быть записана как C₁₁H₂₄OH.
Структурная формула будет зависеть от истинной структуры, но можно представить это как:
Гидроксильная группа в конце углеводородного «хвоста» например,нонанолилидеканолнапример, нонанол или деканолнапример,нонанолилидеканол.Обратите внимание, что необходимо экспериментальное подтверждение для точного определения.