Question

При сгорании 29,2 г органического вещества А образовалось 26,88 л (н.у.) оксида углерода(IV), 4,48 л (н.у.) азота и 25,2 г воды. Известно, что молекула вещества А имеет неразветвлённый углеродный скелет, содержит три функциональные группы, при этом азотсодержащие группы максимально удалены друг от друга. Вещество А способно реагировать как с соляной кислотой, так и гидроксидом натрия.

**Требуется:**
1) Провести необходимые вычисления и установить молекулярную формулу органического вещества.
2) Составить возможную структурную формулу этого вещества.
3) Написать уравнение реакции вещества А с избытком соляной кислоты.

Accepted Answer

Answer

Идея решения: по продуктам сгорания найти количество каждого элемента, определить простейшую формулу, затем с учётом структурных ограничений установить молекулярную формулу и структуру аминокислоты.

**Шаг 1. Вычисление количеств элементов из продуктов сгорания**

Количество молей $\ce{CO2}$:
$$n(\ce{CO2}) = \frac{V(\ce{CO2})}{V_m} = \frac{26{,}88}{22{,}4} = 1{,}2 	ext{ моль}$$

Количество молей $\ce{H2O}$:
$$n(\ce{H2O}) = \frac{m(\ce{H2O})}{M(\ce{H2O})} = \frac{25{,}2}{18} = 1{,}4 	ext{ моль}$$

Количество молей $\ce{N2}$:
$$n(\ce{N2}) = \frac{V(\ce{N2})}{V_m} = \frac{4{,}48}{22{,}4} = 0{,}2 	ext{ моль}$$

**Шаг 2. Определение количеств атомов в исходном веществе**

$$n(\ce{C}) = n(\ce{CO2}) = 1{,}2 	ext{ моль}$$
$$n(\ce{H}) = 2n(\ce{H2O}) = 2 \cdot 1{,}4 = 2{,}8 	ext{ моль}$$
$$n(\ce{N}) = 2n(\ce{N2}) = 2 \cdot 0{,}2 = 0{,}4 	ext{ моль}$$

**Шаг 3. Вычисление массы кислорода**

Массы элементов:
$$m(\ce{C}) = 1{,}2 \cdot 12 = 14{,}4 	ext{ г}$$
$$m(\ce{H}) = 2{,}8 \cdot 1 = 2{,}8 	ext{ г}$$
$$m(\ce{N}) = 0{,}4 \cdot 14 = 5{,}6 	ext{ г}$$

Масса кислорода:
$$m(\ce{O}) = 29{,}2 - 14{,}4 - 2{,}8 - 5{,}6 = 6{,}4 	ext{ г}$$
$$n(\ce{O}) = \frac{6{,}4}{16} = 0{,}4 	ext{ моль}$$

**Шаг 4. Нахождение простейшей формулы**

Соотношение молей:
$$n(\ce{C}) : n(\ce{H}) : n(\ce{O}) : n(\ce{N}) = 1{,}2 : 2{,}8 : 0{,}4 : 0{,}4$$

Делим на наименьшее (0,4):
$$3 : 7 : 1 : 1$$

Простейшая формула: $\ce{C3H7ON}$

**Шаг 5. Определение молекулярной формулы**

По условию вещество содержит три функциональные группы, имеет неразветвлённый углеродный скелет, азотсодержащие группы максимально удалены, реагирует с кислотой и щелочью. Это указывает на аминокислоту с двумя аминогруппами и одной карбоксильной группой.

Удвоив простейшую формулу:
$$\ce{C6H14O2N2}$$

**Шаг 6. Структурная формула**

С учётом максимального удаления азотсодержащих групп и наличия неразветвлённого скелета:

$$\ce{H2N-CH2-CH2-CH2-CH2-CH(NH2)-COOH}$$

Это лизин (2,6-диаминогексановая кислота).

**Шаг 7. Уравнение реакции с избытком соляной кислоты**

$$\ce{H2N-CH2-CH2-CH2-CH2-CH(NH2)-COOH + 2HCl -> Cl^- H3N^+-CH2-CH2-CH2-CH2-CH(NH3^+Cl^-)-COOH}$$

или в более компактной записи:

$$\ce{C6H14O2N2 + 2HCl -> C6H14O2N2 \cdot 2HCl}$$

![Рисунок](https://afb4a530-22b8-416e-b47b-cdbbbe63bf2f.selstorage.ru/files/1fPDQBiCXualLoUDOJui2F5hvmSB6jv8C5iOx8zi.png)

![Рисунок](https://afb4a530-22b8-416e-b47b-cdbbbe63bf2f.selstorage.ru/files/kNct9wAXNZ1AoplEJyDWBx7hMb9ExvX7Qlm4X1uZ.png)

Задание №33Расчётные задачиЕГЭ по химии