Question

При сгорании 3,045 г органического вещества А образуется 5,61 г углекислого газа, 1,35 г воды, 168 мл (н.у.) азота и 1,035 г карбоната калия. Вещество A образуется при взаимодействии органического вещества B с гидроксидом калия. Известно, что в молекуле вещества В азотсодержащая функциональная группа находится в α-положении по отношению к кислородсодержащей, а в ароматическом кольце замещен только один атом водорода. Напишите уравнение взаимодействия вещества B с гидроксидом калия.

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: определить молекулярную формулу вещества А по продуктам сгорания и составу карбоната, затем установить структуру как соль аминокислоты с бензольным кольцом.

**Вычисление количеств элементов:**

Количество вещества $\ce{CO2}$:
$$n(\ce{CO2}) = \frac{5{,}61}{44} = 0{,}1275 	ext{ моль}$$

Количество вещества $\ce{H2O}$:
$$n(\ce{H2O}) = \frac{1{,}35}{18} = 0{,}075 	ext{ моль}$$

Количество вещества $\ce{N2}$:
$$n(\ce{N2}) = \frac{0{,}168}{22{,}4} = 0{,}0075 	ext{ моль}$$

Количество вещества $\ce{K2CO3}$:
$$n(\ce{K2CO3}) = \frac{1{,}035}{138} = 0{,}0075 	ext{ моль}$$

Количество углерода (из $\ce{CO2}$ и $\ce{K2CO3}$):
$$n(\ce{C}) = 0{,}1275 + 0{,}0075 = 0{,}135 	ext{ моль}$$

Количество водорода:
$$n(\ce{H}) = 2 \cdot 0{,}075 = 0{,}15 	ext{ моль}$$

Количество азота:
$$n(\ce{N}) = 2 \cdot 0{,}0075 = 0{,}015 	ext{ моль}$$

Количество калия:
$$n(\ce{K}) = 2 \cdot 0{,}0075 = 0{,}015 	ext{ моль}$$

**Вычисление масс элементов:**

$$m(\ce{C}) = 0{,}135 \cdot 12 = 1{,}62 	ext{ г}$$

$$m(\ce{H}) = 0{,}15 \cdot 1 = 0{,}15 	ext{ г}$$

$$m(\ce{N}) = 0{,}015 \cdot 14 = 0{,}21 	ext{ г}$$

$$m(\ce{K}) = 0{,}015 \cdot 39 = 0{,}585 	ext{ г}$$

Масса кислорода:
$$m(\ce{O}) = 3{,}045 - 1{,}62 - 0{,}15 - 0{,}21 - 0{,}585 = 0{,}48 	ext{ г}$$

$$n(\ce{O}) = \frac{0{,}48}{16} = 0{,}03 	ext{ моль}$$

**Определение молярного соотношения:**

$$n(\ce{C}) : n(\ce{H}) : n(\ce{O}) : n(\ce{N}) : n(\ce{K}) = 0{,}135 : 0{,}15 : 0{,}03 : 0{,}015 : 0{,}015$$

Разделив на наименьшее (0,015):
$$9 : 10 : 2 : 1 : 1$$

Молекулярная формула вещества А: $\ce{C9H10O2NK}$

**Определение структуры:**

По условию вещество А образуется из вещества В при действии $\ce{KOH}$. Азотсодержащая группа находится в α-положении к кислородсодержащей, в кольце замещен один атом водорода. Это указывает на соль аминокислоты с бензольным кольцом — калиевую соль фенилаланина.

Структурная формула вещества А:

$$\ce{C6H5-CH2-CH(NH2)-COOK}$$

**Уравнение реакции:**

Вещество В — фенилаланин ($\ce{C6H5-CH2-CH(NH2)-COOH}$).

$$\ce{C6H5-CH2-CH(NH2)-COOH + KOH -> C6H5-CH2-CH(NH2)-COOK + H2O}$$

---

![Рисунок](https://afb4a530-22b8-416e-b47b-cdbbbe63bf2f.selstorage.ru/files/baJAx4LFGN4E8JdBk6STZO9BJUwG4zLssrNN3HTA.png)

![Рисунок](https://afb4a530-22b8-416e-b47b-cdbbbe63bf2f.selstorage.ru/files/08uRCAzeq66OL94YpL8cqZ2GyVfUKHj60NkvcICJ.png)

Задание №33Расчётные задачиЕГЭ по химии