Задание 33 ЕГЭ по химии

Молекулярная формула вещества А: CxHyNzOk

n(CO2) = 5,6/22,4 = 0,25 моль

n(H2O) = 4,05/18 = 0,225 моль; n(H) = 0,45 моль

n(N2) = 0,56/22,4 = 0,025 моль; n(N) = 0,05 моль

m(O) = 7,35 - 0,25*12 - 0,45*1 - 0,05*14 = 3,2

n(O) = 3,2:16 = 0,2 моль

x : y : z : k = 0,25 : 0,45 : 0,05 : 0,2 = 5 : 9 : 1 : 4

Молекулярная формула C5H9NO4

Структурная формула вещества А: HOOC-CH2-CH2-CH(NH2)-COOH (глутаминовая кислота)

Уравнение реакции:

HOOC-CH2-CH2-CH(NH2)-COOH + 2KOH --> KOOC-CH2-CH2-CH(NH2)-COOK + 2H2O

Подробный разбор

Найдём количества вещества продуктов сгорания и через них — состав А.

1. Углерод и водород перешли в $CO_{2}$ и $H_{2}O$, азот выделился в виде $N_{2}$:

   $n(CO_{2}) = \frac{5{,}6\ л}{22{,}4\ л/моль} = 0{,}25\ моль$, значит $n(C) = 0{,}25\ моль$;

   $n(H_{2}O) = \frac{4{,}05\ г}{18\ г/моль} = 0{,}225\ моль$, значит $n(H) = 2 \cdot 0{,}225 = 0{,}45\ моль$;

   $n(N_{2}) = \frac{0{,}56\ л}{22{,}4\ л/моль} = 0{,}025\ моль$, значит $n(N) = 0{,}05\ моль$.

   Проверим, есть ли в А кислород: вычтем из массы навески массы углерода, водорода и азота.

   $m(O) = 7{,}35\ г - 0{,}25 \cdot 12\ г/моль - 0{,}45 \cdot 1\ г/моль - 0{,}05 \cdot 14\ г/моль = 3{,}2\ г$;

   $n(O) = \frac{3{,}2\ г}{16\ г/моль} = 0{,}2\ моль$.

   $n(C) : n(H) : n(N) : n(O) = 0{,}25 : 0{,}45 : 0{,}05 : 0{,}2 = 5 : 9 : 1 : 4$.

   Молекулярная формула вещества А — $C_{5}H_{9}NO_{4}$.

2. Реакция и с $KOH$, и с $HCl$ говорит о том, что в молекуле есть и кислотные, и основные группы: четыре атома кислорода при трёх функциональных группах дают две группы $-COOH$, третья группа — аминогруппа $-NH_{2}$, причём она стоит в $\alpha$-положении к одной из карбоксильных групп. Скелет неразветвлённый:

   $HOOC-CH_{2}-CH_{2}-CH(NH_{2})-COOH$ (глутаминовая кислота).

3. С избытком щёлочи реагируют обе карбоксильные группы, аминогруппа с $KOH$ не взаимодействует:

   $HOOC-CH_{2}-CH_{2}-CH(NH_{2})-COOH + 2KOH \rightarrow KOOC-CH_{2}-CH_{2}-CH(NH_{2})-COOK + 2H_{2}O$