Question

При сгорании органического вещества А массой 6,4 г получено 5,376 л углекислого газа (н.у.), 4,32 г воды и 896 мл азота (н.у.). Известно, что вещество А подвергается гидролизу. Если провести гидролиз в присутствии соляной кислоты, то в качестве единственного продукта образуется соль, содержащая хлорид-ион. Напишите уравнение реакции гидролиза вещества А в присутствии соляной кислоты. На основании данных условия задания: 1) проведите необходимые вычисления (указывайте единицы измерения искомых физических величин) и установите молекулярную формулу органического вещества; 2) составьте возможную структурную формулу этого вещества, которая однозначно отражает порядок связи атомов в его молекуле.

Accepted Answer

Answer

Идея решения: по продуктам сгорания найти количества элементов, установить простейшую формулу, затем на основе условия гидролиза определить структуру как дипептида.

**Вычисление количеств элементов:**

Количество молей $\ce{CO2}$:
$$n(\ce{CO2}) = \frac{V(\ce{CO2})}{V_m} = \frac{5{,}376}{22{,}4} = 0{,}24 	ext{ моль}$$

Количество молей $\ce{H2O}$:
$$n(\ce{H2O}) = \frac{m(\ce{H2O})}{M(\ce{H2O})} = \frac{4{,}32}{18} = 0{,}24 	ext{ моль}$$

Количество молей $\ce{N2}$:
$$n(\ce{N2}) = \frac{V(\ce{N2})}{V_m} = \frac{0{,}896}{22{,}4} = 0{,}04 	ext{ моль}$$

Количество молей углерода, водорода и азота:
$$n(\ce{C}) = n(\ce{CO2}) = 0{,}24 	ext{ моль}$$
$$n(\ce{H}) = 2n(\ce{H2O}) = 2 \cdot 0{,}24 = 0{,}48 	ext{ моль}$$
$$n(\ce{N}) = 2n(\ce{N2}) = 2 \cdot 0{,}04 = 0{,}08 	ext{ моль}$$

Массы элементов:
$$m(\ce{C}) = 0{,}24 \cdot 12 = 2{,}88 	ext{ г}$$
$$m(\ce{H}) = 0{,}48 \cdot 1 = 0{,}48 	ext{ г}$$
$$m(\ce{N}) = 0{,}08 \cdot 14 = 1{,}12 	ext{ г}$$

Масса кислорода:
$$m(\ce{O}) = 6{,}4 - 2{,}88 - 0{,}48 - 1{,}12 = 1{,}92 	ext{ г}$$
$$n(\ce{O}) = \frac{1{,}92}{16} = 0{,}12 	ext{ моль}$$

**Определение простейшей формулы:**

Соотношение молей элементов:
$$n(\ce{C}) : n(\ce{H}) : n(\ce{O}) : n(\ce{N}) = 0{,}24 : 0{,}48 : 0{,}12 : 0{,}08$$

Разделим на наименьшее (0,04):
$$6 : 12 : 3 : 2$$

Простейшая формула: $\ce{C6H12O3N2}$

**Определение молекулярной формулы:**

По условию вещество подвергается гидролизу, а при гидролизе в присутствии соляной кислоты образуется единственный продукт — соль с хлорид-ионом. Это указывает на дипептид, образованный двумя молекулами одной аминокислоты. Подходит аланил-аланин (L-Ala–L-Ala).

Молекулярная формула: $\ce{C6H12O3N2}$

**Структурная формула:**

$$\ce{H2N-CH(CH3)-CO-NH-CH(CH3)-COOH}$$

**Уравнение гидролиза в присутствии соляной кислоты:**

$$\ce{H2N-CH(CH3)-CO-NH-CH(CH3)-COOH + H2O + 2HCl -> 2[H3N^+-CH(CH3)-COOH]Cl^-}$$

или в ионной форме:

$$\ce{H2N-CH(CH3)-CO-NH-CH(CH3)-COOH + H2O + 2H^+ + 2Cl^- -> 2H3N^+-CH(CH3)-COOH + 2Cl^-}$$

![Рисунок](https://afb4a530-22b8-416e-b47b-cdbbbe63bf2f.selstorage.ru/files/LiPUvBhWIoTvsoY8UuBQx99tkkBd8qTMMvZA8SQR.png)

![Рисунок](https://afb4a530-22b8-416e-b47b-cdbbbe63bf2f.selstorage.ru/files/R5n4MKQoR2gRul0ZcElvR47azb3RSwzgoSBABYgy.png)

Задание №33Расчётные задачиЕГЭ по химии