Задание №2547. При сгорании некоторого органического вещества массой 20,6 г

Задание №2547 ЕГЭ Химии

При сгорании некоторого органического вещества массой 20,6 г получили 17,92 л углекислого газа (н. у.), 2,24 л азота (н. у.) и 16,2 г воды. При нагревании с раствором гидроксида калия данное вещество подвергается гидролизу, продуктами которого являются соль природной аминокислоты и этанол.

На основании данных условия задачи:

1) произведите вычисления, необходимые для нахождения формулы исходного органического вещества;

2) установите его молекулярную формулу;

3) составьте структурную формулу этого вещества, которая отражает порядок связей атомов в молекуле;

4) напишите уравнение реакции гидролиза этого вещества в присутствии гидроксида калия.

Ответ:

Решение

1) Вычислим количества веществ углекислого газа, азота и воды, образующихся при сгорании органического вещества, а также количества и массы входящих в них элементов:

$\nu($CO_2) = V($CO_2)/V_{m} = $17,92 л/22,4 л/моль = 0,8 моль;$ отсюда $\nu($C) = 0,8 моль; m(C) = 9,6 г.$

$\nu($N_2) = V($N_2)/V_{m} = $2,24 л/22,4 л/моль = 0,1 моль;$ отсюда $\nu($N) = 0,2 моль; m(N) = 2,8 г.$

$\nu($H_2$O) = m(H_2$O)/M(H_2$O) = 16,2 г/18 г/моль = 0,9 моль;$ отсюда $\nu($H) = 1,8 моль; m(H) = 1,8 г.$

Вычислим массу и количество вещества кислорода, входящего в состав органического соединения:

$m(O) = m(орг.в минус во) – m(C) – m(N) – m(H) = 20,6 г – 9,6 г – 2,8 г – 1,8 г = 6,4 г,$

$\nu($O) = 6,4 г/16 г/моль = 0,4 моль.$

Обозначим молекулярную формулу органического вещества как C_xH_yN_zO_w, тогда

$x : y : z : w = 0,8 : 1,8 : 0,2 : 0,4 = 4 : 9 : 1 : 2.$

2) Молекулярная формула органического соединения – C₄H₉NO_2.

3) Поскольку исходное органическое вещество подвергается гидролизу и при гидролизе в присутствии гидроксида калия образуются соль природной аминокислоты и этанол, то этим веществом является этиловый эфир аминоуксусной кислоты: