Контрольная работа №3. Решения

Контрольная работа №3. РЕШЕНИЯ.

Задача 1.

Определим молекулярную массу Х: M = 7.93*29 = 230 г/моль.	0,5 балла
Поскольку Х не вызывает обесцвечивания растворов перманганата калия и брома и не изменяет окраски растворов индикаторов, то в X отсутствуют кратные связи, кислотные и основные группировки.	1 балл
По продуктам разложения В ясно, при нагревании легко происходит декарбоксилирование. Следовательно, В - 2-метилмалоновая кислота, обладающая разветвлённым углеродным скелетом:	2 балла
По продуктам реакции взаимодействия Х со щёлочью понятно, что Х - сложный эфир метилмалоновой кислоты. Трудноокисляемыми спиртами являются третичные спирты, значит, А - третичный спирт, а соль Б представляет собой 2-метилмалонат щелочного металла.	2 балла
Вычтем из молекулярной массы Х молекулярную массу остатка 2-метилмалоната: = 114 г/моль. Это - молекулярная масса двух спиртовых остатков. Значит, у каждого из них молекулярная масса составит 114 / 2 = 57 г/моль. Это соответствует радикалу C4H9. Значит, А - трет-бутанол.	1 балл
Тогда искомое соединение Х представляет собой ди-трет-бутиловый эфир метилмалоновой кислоты следующего строения:	2 балла
Рассчитаем количество вещества углерода и водорода в Х: n(CO2) = 3.1 / 22.4 = 0.138 моль = n(C). n(H2O) = 2.28 / 18 = 0.127 моль => n(H) = 0.254 моль. Следовательно, n(C) : n(H) = 0.138 : 0.254 = 1 : 1.84 = 12 : 22, что доказывает правильность решения (возможны и другие подходы, важно использование данных).	1,5 балла
ИТОГО	10 баллов

Задача 2.

Решение:	По 1 баллу за структуры А-G. В сумме 7 баллов
Промежуточным продуктом в 1-й реакции является енол со структурой	2 балла
ИТОГО	9 баллов

Задача 3.

Судя по продуктам сжигания, неизвестным веществом могла быть калиевая-натриевая соль карбоновой кислоты, очевидно, дикарбоновой.	1 балл
Схема горения: CaHbOcKdNae + O2 = (a-d/2)CO2 + (d/2)K2CO3 + (e/2)Na2CO3 + (b/2)H2O	1 балл
Найдём количества веществ продуктов реакции: n(CO2) = 2.016 / 22.4 = 0.09 моль; n(K2CO3) = 2.07 / 138 = 0.015 моль; n(Na2CO3) = 1.59 / 106 = 0.015 моль; n(H2O) = 1.08 / 18 = 0.06 моль.	1 балл
Тогда количества веществ элементов: n(C) = 0.09 + 0.015 + 0.015 = 0.12 моль; n(Na) = n(K) = 0.015 * 2 = 0.03 моль; n(H) = 0.06 * 2 = 0.12 моль.	1 балл
Отношение количеств элементов: a:b:d:e = 0.12 : 0.12 : 0.03 : 0.03 = 4 : 4 : 1 : 1. Следовательно, брутто-формула соединения - C4H4KNa	0.5 балла
Если это действительно соль дикарбоновой кислоты, то должно быть ещё как минимум 4 атома кислорода. Тогда простейшая брутто-формула - C4H4KNaO4. если в кислоте содержался 1 атом калия, то её количество вещества равно 0.03 моль, а молекулярная масса M = 6.3 / 0.03 = 210 г/моль.	1 балл
M(C4H4KNaO4) = 178 г/моль. Не хватает 32 г/моль, что может соответствовать ещё двум атомам кислорода.	0.5 балла
Тогда искомое вещество - тартрат натрия-калия (калий-натрий виннокислый):	2 балла
ИТОГО	8 баллов

Задача 4.

Брутто-формула алифатических одноатомных спиртов СnH2n+2O. Запишем схематично возможные процессы, протекающие в системе: 1) CnH2n+2O + CnH2n+2O = CnH2n+1OCnH2n+1 + H2O; 2) CnH2n+2O + CxH2x+2O = CxH2x+1OCnH2n+1 + H2O; 3) CxH2x+2O + CxH2x+2O = CxH2x+1OCxH2x+1 + H2O; 4) CnH2n+2O = CnH2n + H2O; 5) CxHyOH = CxH2x + H2O;	5 баллов
Поскольку в продуктах только 4 органических соединения, то один из спиртов не подвергается дегидратации или не образует сложного эфира в таких условиях. В первом случае это может быть метанол, во втором случае - трет-бутанол.	2 балла
Рассмотрим первый случай, которому соответствуют реакции 1-4. Тогда спирт X - метанол с молекулярной массой 32 г/моль. Поскольку органические вещества образовались в равных мольных соотношениях, то в каждой из реакций выделится по 14.4 / 4 = 3.6 г воды (3.6 / 18 = 0.2 моль соответственно). Тогда каждого органического соединения тоже образовалось по 0.2 моль.	1 балл
Составим уравнение: (14n+1+16+14n+1)*0.2+(14n+1+31)*0.2+46*0.2+14n*0.2=52.8	1 балл
Решив уравнение, получим n=3. Значит, второй спирт - один из пропанолов (пропанол-1 или пропанол-2).	1 балл
Проверим, является ли правильным также и второй вариант. В этом случае спирт N - трет-бутанол с молекулярной массой 74 г/моль. Этому случаю будут соответствовать уравнения 2-5 и каждого продукта также образуется по 0.2 моль. Составим уравнение: (14n+1+14x+1+16)*0.2+(14x+1+14x+1+16)*0.2+14n*0.2+14х*0.2=52.8 Упростив уравнение, получим соотношение n + 2x = 8.14 Это уравнение не имеет целых корней и, следовательно, второй случай невозможен.	2 балла
ИТОГО	12 баллов

Задача 5.

В твёрдых жирах содержатся остатки предельных карбоновых кислот (в жидких - непредельные). Поэтому общей формулой жира в задаче будет следующая:	2 балла
Найдём общее количество вещества гидроксида калия: m(KOH) = 38*1.18*0.25 = 11.21 г, n(KOH) = 11.21 / 56 = 0.2 моль. При нейтрализации расходуется 40.2*1.06*0.12 = 5.11 г соляной кислоты. n(HCl) = 5.11 / 36.5 = 0.14 моль. HCl + KOH = KCl + H2O Тогда в избытке 0.14 моль гидроксида калия, а в реакцию вступило = 0.06 моль KOH.	2 балла
Поскольку для полного омыления жира необходим тройной эквивалент щёлочи, то количество вещества жира составит 0.02 моль, а его молекулярная масса будет равна 13.32 / 0.02 = 666 г/моль.	2 балла
Вычтем из молекулярной массы жира молекулярную массу глицеринового фрагмента. Тогда суммарная молекулярная масса кислотных остатков составит = 625 г/моль.	1 балл
При избыточном подкислении раствора в осадке могут быть только длинноцепные карбоновые кислоты, поскольку RCOOK + H+ = RCOOH + K+.	2 балла
Из длинноцепных карбоновых кислот наиболее часто в твёрдых жирах встречаются две из них - стеариновая C17H35COOH с молекулярной массой 284 г/моль и пальмитиновая C15H31COOH с молекулярной массой 256 г/моль.	2 балла
Пусть жир содержал х остатков стеариновой и y остатков пальмитиновой кислот. Тогда 0.02*284x + 0.02*256y = 10.8 Упростив, находим 284х + 256у = 540, что возможно только при х = у = 1. Итак, жир содержит один остаток стеариновой и один остаток пальмитиновой кислоты.	2 балла
Вычислим молекулярную массу третьего остатка: M = - 41 = 87 г/моль. Это соответствует остатку масляной кислоты С3Н7СОО.	1 балл
Возможной формулой жира является любая, содержащая 1 остаток стеариновой, один остаток пальмитиновой и один остаток масляной кислоты в молекуле.	1 балл
ИТОГО	15 баллов

Задача 6.

1) Определим состав вещества А: Это соединение С3H6O2.	0,5 балла за расчёт и брутто-формулу
Определим вещество Д: Д имеет состав С2H4O. Судя по реакции с гидросульфитом натрия, вещество Д - уксусный альдегид (этаналь) - CH3C(O)H.	1 балл за расчёт и структуру
Реакция с гидросульфитом натрия:	1 балл
Продукт реакции действительно содержит 32 / 148 = 0.%) серы.	0,5 балла
Тогда:	По 1 баллу за структуры А, Б, В, Г, Е, Ж. В сумме 6 баллов
2) Механизмы: А→Б: Радикальное замещение; Б→В: Нуклеофильное замещение с последующим кислым гидролизом; Б→Г: Нуклеофильное замещение с последующим кислым гидролизом; Е→Г: Электрофильное присоединение (ответ «гидролиз» допустим); Д→Е: Нуклеофильное присоединение; Д→Ж: Нуклеофильное присоединение; Ж→В: Электрофильное присоединение (ответ «гидролиз» допустим); В→Г: Элиминирование (верен и ответ «диазотирование с отщеплением»).	По 0,5 балла за верный ответ. В сумме 4 балла.
3) Для Г характерны структурная и оптическая типы изомерии.	1 балл
ИТОГО	14 баллов