33

Решение: Установление формулы органического вещества

ЕГЭ · Химия · Задание 33 · Строение и классификация органических веществ
ВысокаяФИПИ4CD83CРазвёрнутое решение≈ 15 минутРазбор в 8 шагов
Условие

При сжигании образца органического вещества массой $4{,}0\ \text{г}$ получено $4{,}48\ \text{л}$ (н.у.) углекислого газа и $2{,}88\ \text{г}$ воды. Известно, что данное вещество обесцвечивает бромную воду и вступает в реакцию с раствором гидроксида бария при нагревании, один из продуктов этой реакции имеет состав $\mathrm{C_6H_6O_4Ba}$. На основании данных условия установите молекулярную формулу органического вещества, составьте возможную структурную формулу, однозначно отражающую порядок связи атомов в его молекуле, и напишите уравнение реакции данного вещества с раствором гидроксида бария при нагревании, используя структурную формулу органического вещества.

Открыть задачу и решить самому
Дальше ответЕсли ещё решаете — начните с подсказок: они ведут к ответу, но не выдают его.
К подсказкам

Решение по шагам

8 шагов
1

Вычислим количество вещества углекислого газа:

$$n(\mathrm{CO_2})=\dfrac{4{,}48\ \text{л}}{22{,}4\ \text{л/моль}}=0{,}20\ \text{моль}$$
2

Следовательно, количество вещества атомов углерода в образце равно $0{,}20\ \text{моль}$, а их масса составляет:

$$m(\mathrm C)=0{,}20\ \text{моль}\cdot 12\ \text{г/моль}=2{,}40\ \text{г}$$
3

Вычислим количество вещества воды и атомов водорода:

$$n(\mathrm{H_2O})=\dfrac{2{,}88\ \text{г}}{18\ \text{г/моль}}=0{,}16\ \text{моль};\quad n(\mathrm H)=2\cdot 0{,}16=0{,}32\ \text{моль}$$
4

Масса кислорода в образце и его количество вещества равны:

$$m(\mathrm O)=4{,}0-2{,}40-0{,}32=1{,}28\ \text{г};\quad n(\mathrm O)=\dfrac{1{,}28\ \text{г}}{16\ \text{г/моль}}=0{,}08\ \text{моль}$$
5

Отношение количеств атомов элементов:

$$n(\mathrm C):n(\mathrm H):n(\mathrm O)=0{,}20:0{,}32:0{,}08=2{,}5:4:1=5:8:2$$
6

Простейшая формула вещества $\mathrm{C_5H_8O_2}$. С учётом реакции с гидроксидом бария и образования продукта $\mathrm{C_6H_6O_4Ba}$ молекулярная формула должна быть удвоена:

$$\mathrm{C_{10}H_{16}O_4}$$
7

Возможная структурная формула вещества — диэтиловый эфир гекс-2-ендиовой кислоты:

$$\mathrm{C_2H_5OOCCH=CHCH_2CH_2COOC_2H_5}$$

При нагревании происходит щелочной гидролиз двух сложноэфирных групп с образованием соли гекс-2-ендиовой кислоты и этанола:

$$\mathrm{C_2H_5OOCCH=CHCH_2CH_2COOC_2H_5+Ba(OH)_2\xrightarrow{t}Ba(OOCCH=CHCH_2CH_2COO)+2C_2H_5OH}$$
Ответ

Молекулярная формула: $\mathrm{C_{10}H_{16}O_4}$; возможная структурная формула: $\mathrm{C_2H_5OOCCH=CHCH_2CH_2COOC_2H_5}$; уравнение: $\mathrm{C_2H_5OOCCH=CHCH_2CH_2COOC_2H_5+Ba(OH)_2\xrightarrow{t}Ba(OOCCH=CHCH_2CH_2COO)+2C_2H_5OH}$.

Этот ответ получен в разборе, но не сверен с официальным ключом из банка — проверьте выкладки, прежде чем заучивать результат.

Где здесь ошибаются

Не учитывать массу кислорода при установлении формулы.

Остановиться на простейшей формуле $\mathrm{C_5H_8O_2}$ вместо молекулярной формулы.

Записать реакцию гидролиза только одной сложноэфирной группы.

Нарушить баланс атомов или не указать условие нагревания.

Использовать формулу кислоты вместо структурной формулы исходного сложного эфира.

Закрепить приёмВ теме «Строение и классификация органических веществ» ещё 281 задача — с ответом и таким же разбором.
Тренироваться

Как решать задание 33 ЕГЭ, химия

Разбор этой задачи разложен на 8 шагов: видно, откуда берётся каждое число и где теряется балл. Ответ приведён рядом с выкладками, а не вместо них.

Задача из темы «Строение и классификация органических веществ»: в ней 282 задачи, и у каждой есть такой же разбор. Регистрация не нужна.