XXIV. SZERVES KÉMIA (Emelt szint)

XXIV. SZERVES KÉMIA (Emelt szint) XXIV. 1–2. FELELETVÁLASZTÁSOS TESZTEK 0 0 1 2 3 4

D D E C

1 C D B E B

2 A C A C C

3 A A D C C

4 B D D C D

5 C D B D C

6 B D C C

7 D D B D

8 B A C D

9 E A B, E* C

* Az E „Vízben oldódó vegyület”-re javítandó és akkor csak a B a jó. A második kiadásban már kizárólag B a válasz.

XXIV. 3. TÁBLÁZATKIEGÉSZÍTÉS Szerves vegyületek és tulajdonságaik Amino

Etoxi (C2H5–O–)

Hidroxil

Formil

46. formamid (hangyasavamid)

47. etil-formiát

48. hangyasav

Etil

49. etil-amin

50. dietil-éter

51. etanol (etilalkohol)

52. 53. 54. 55.

formamid etil-amin dietil-éter etil-formiát: HCOO–C2H5 + NaOH = HCOONa + C2H5OH, nátrium-formiát, etanol hangyasav: HCOOH + NaOH = HCOONa + H2O, nátrium-formiát és víz

Szerves vegyületek reakciója hidrogén-kloriddal A szerves vegyület

A termék konstitúciója

CH2=CH2

56. CH3–CH2Cl

59. CH≡CH

60. CH2=CHCl

57. klóretán

N + H

A reakció típusa 58. addíció

klóretén

61. addíció

63. piridínium-klorid

62.

N

A termék szabályos neve

64. sav-bázis

+ Cl– 66. 1-klór-1-metilciklohexán 67. addíció

65. Cl

CH2=CH–CH=CH2 68. CH3–CHCl–CH=CH2

69. 3-klórbut-1-én

70. CH3–CH=CH–CH2Cl

71. 1-klórbut-2-én

72. addíció

Azonos molekularészletet tartalmazó szerves vegyületek X neve hidrogénatom 75. metilcsoport hidroxilcsoport aminocsoport 81. metoxicsoport 83. 84. 85. 86.

Konstitúció 73. CH3–CH=O CH3–CO–CH3

Név 74. acetaldehid (etanal) 76. aceton (propanon, dimetil-keton)

77. CH3–COOH

78. ecetsav

79. CH3–CO–NH2

80. acetamid (ecetsavamid)

82. CH3–COO–CH3

acetaldehid acetamid metil-acetát és acetaldehid Az ecetsavnak kisebb a pH-ja 7-nél.

metil-acetát

Néhány szénhidrát összehasonlító jellemzése 2-dezoxi-D-ribóz

β-D-glükóz

Szacharóz

Maltóz

Összegképlete

87. C5H10O4

88. C6H12O6

89. C12H22O11

90. C12H22O11

Kiralitáscentrumok száma

91. 3

92. 5

93. 9

94. 10

Szabad glikozidos hidroxilcsoportjainak száma

95. 1

96. 1

97. 0

98. 1

Van-e redukáló hatása:

99. van

Melyik makromolekula hidrolízisekor képződik?

103. DNS

100. van

101. nincs

104. cellulóz

102. van 105. keményítő

XXIV. 4. EGYÉB FELADATOK Szerves vegyületek jellemzői 106. f, h, i, j 107. e 108. g, i hidrogénkötés 109. b 110. c CH3–CH2–NH2 + H2O CH3–CH2–NH3+ + OH– 111. c, h, i Pl. CH3–CH2–NH2 + HCl CH3–CH2–NH3+ + Cl– 112. b, i Pl. CH3COOH + NaOH = CH3COONa + H2O 113. e, f

4 pont 1 pont 2 pont 1 pont 1 pont 1 pont 1 pont 3 pont 1 pont 2 pont 1 pont 2 pont 20 pont

Szerves vegyületek szétválasztása I. alternatíva 114. a), c1), d1), b), c2), d2)

II. alternatíva b), c1), d1), a), c2), d2)

1 pont

115. c1) után: heptadekanol c2) után: 2,4,6-trimetil-fenol d2) után: szalicilsav

d1) után: szalicilsav c2) után: heptadekanol d2) után: 2,4,6-trimetil-fenol

1 pont 1 pont 1 pont

116. – A heptadekanol igen gyenge sav: sem erős, sem gyenge bázisokkal nem reagál. – A 2,4,6-trimetil-fenol a szénsavnál gyengébb sav, de erős bázisokkal reagál. – A szalicilsav a szénsavnál erősebb sav.

1 pont 1 pont 1 pont 7 pont

Szerves vegyületek azonosítása 117. CH3–COOH, CH3–CH2–NH2, CH3–CONH2 118. ecetsav: savas, etil-amin: lúgos, acetamid: semleges 119. a) színtelen b) piros c) színtelen d) piros e) sárga f) sárga 120. CH3–COOH + H2O CH3–COO– + H3O+ CH3–CH2–NH2 + H2O CH3–CH2–NH3+ + OH–

3x1 3x1

3 pont 3 pont 1 pont 1 pont 1 pont 1 pont 10 pont

Konstitúciós izomerek azonosítása 121. A – CH3–COOH B – HO–CH2–CH=O C – HCO–O–CH3 122. A – ecetsav C – metil-formiát

1 pont 1 pont 1 pont 1 pont 1 pont

123. HO–CH2–CH=O + 2 Ag+ + 2 OH– = HO–CH2–COOH + 2 Ag + 2 H2O (1 pont a helyes termékekért, 1 pont a rendezésért) 124. A lúgos közegben az észter hidrolizál, és a keletkező formiát adja a próbát. (Alternatívan elfogadható: a formilcsoport kis koncentrációja az oldatban)


Kísérletek ecetsavval 125. a) A c) reakcióban. b) CH3COOH + Na = CH3COONa + ½ H2 c) Redoxireakció. d) Az ecetsav protonleadó készségét (azaz savi jellegét). 126. a) A b) reakcióban. Az oldat megbarnul (megsárgul). b) A jód az oxigéntartalmú oldószerekben oldódik ilyen színnel, vagyis az ecetsav oxigéntartalmát mutathatjuk ki. 126. a) Az illékony észter szagát érezzük. b) CH3COOH + C2H5OH CH3COOC2H5 + H2O

1 pont 1 pont 1 pont 1 pont 1 pont 1 pont 1 pont 1 pont 1 pont 9 pont

Pezsgőtabletta 128. Karboxil- és (alkoholos) hidroxilcsoport. 129. Szén-dioxid fejlődik. 130. Az ecetsav lép reakcióba a szódabikarbónával. Indok: az ecetsav erősebb sav a szénsavnál. 131. 2 : 1 arányban. 132. A reakcióegyenlet: COOH COONa

CH-OH CH-OH COOH

+ 2 NaHCO3 →

CH-OH CH-OH COONa

2x1

2 pont 1 pont 1 pont 1 pont 1 pont

+ 2 CO2 + 2 H2O

1 pont 7 pont

Arcszesz 133. a) CH3–CHOH–COOH + H2O CH3–CHOH–COO− + H3O+ (1 pont a tejsav képletéért, 1 pont az elvileg helyes egyenletért) b) Al3+ + 3 H2O Al(OH)3 + 3 H+ (vagy: [Al(H2O)6]3+ + H2O [AlOH(H2O)5]2+ + H3O+ stb.) 134. Higroszkópos (vagyis a levegő nedvességtartalmát is képes megkötni). 135. Tejsav: 500 g · 0,030 = 15 g, V = 15 g : 1,21 g/cm3 = 12,4 cm3, vagyis 12 cm3. Glicerin: 500 g · 0,050 = 25 g, V = 25 g : 1,26 g/cm3 = 19,8 cm3, vagyis 20 cm3. Metilénkék és timsó: 500 g · 0,010 = 5,0 g mindkettőből. 96%-os alkohol: 500 g · 0,24 = 120 g, V = 120 g : 0,80 g/cm3 = 150 cm3. desztillált víz: 500 g · 0,66 = 330 g, vagyis 330 cm3. 136. A folyadékokat mérőhengerrel, a szilárd anyagokat táramérleggel elég kimérni. 2 x 1 137. Az alkoholtartalom: 120 g · 0,96 = 115,2 g, 115,2 g · 100% = 0,23, azaz 23 tömeg%. ebből az 500 g oldatra vonatkoztatva: 500 g

2 pont 1 pont 1 pont 1 pont 1 pont 1 pont 1 pont 1 pont 2 pont 1 pont

1 pont 13 pont

Gyógyító aminosavszármazék 138.

NH2

CH

COOH

(vagy ikerionosan)

R képlet: 1 pont, aminocsoport (ammóniumion) megnevezése: 1 pont, karboxilcsoport (karboxilátion) megnevezése: 1 pont, α-szénatom megnev.: 1 pont, „oldallánc” megnevezése: 1 pont 5 pont 139. NH2

CH

COOH

(vagy ikerionosan)

CH2 140. 141. 142. 143.

SH diszulfidhíd A c, d CH3 CO

1 pont

2x1 NH

CH


COOH

CH2 SH a képlet: 1 pont, a helyes jelölés: 1 pont 144. B 145. A hurut térhálós szerkezetét lazítja fel azáltal, hogy a hurutfehérje cisztein-oldalláncaihoz kapcsolódik, és megakadályozza a hurut térhálóinak kialakulását.


146. Az ábrán látható diszulfidhíd helyett legalább az egyik oldalhoz kapcsolódik az acetilcisztein: CH3 CO NH S

CH2

CH

2 pont 16 pont

COO -

Nyers koszt előnyben 147. (Sav)amidok közé tartozik. Propénsavból (akrilsav), képlete: CH2=CH–COOH és ammóniából, képlete: NH3. 148. Polimerizációval. A reakció: kat. CH2 CH n CH =CH–CONH ⎯⎯ ⎯→ 2


2

CONH2

n

149. Szennyvíztisztításban, olajszennyeződések megkötésében, papírgyártásban, kozmetikai készítményeknél. Legalább három: 150. Fehérjékből (aszparaginsavból) és szénhidrátokból, hevítés hatására képződik. 151. Glicin: NH2–CH2–COOH (vagy ikerionosan: NH3+–CH2–COO–), aszparaginsav: NH2 CH COOH (vagy ikerionosan)

2 pont 1 pont 1 pont 1 pont 1 pont 1 pont

CH2 COOH 152. Nem, mert az amidok vizes oldata gyakorlatilag semleges kémhatású. 153. Mert ez nem egy új veszély: amióta sült ételeket eszünk, ezek a reakciók bekövetkeztek, vagyis minden eddigi sült, pirított ételben eddig is előfordult az akrilamid.


XXIV. 5. SZÁMÍTÁSOK 154. a)Az autók által elhasznált benzin naponta: 15 000 · 10 km = 150 000 km, 150 000 km ⋅ 6,0 liter = 9000 liter. 2 pont 100 km – A benzin tömege: 9000 dm3 · 0,80 kg/dm3 = 7200 kg. 1 pont – A nyolc szénatomos alkánok összegképlete: C8H18, M = 114 kg/kmol, 7200 kg = 63,16 kmol. 1 pont a benzin anyagmennyisége: 114 kg/kmol – Az ilyen alkánok molekulánként 8 db CO2-ot termelnek (vagy az egyenlet felírása). 1 pont – 63,16 kmol benzinből tehát 505,3 kmol CO2 keletkezik. 1 pont – A kibocsátott szén-dioxid tömege: m = 505,3 kmol · 44 kg/kmol = 22 232 kg. (22,2 t) 1 pont b) szén-monoxid, aromás szénhidrogének, kén-dioxid legalább kettő: 2 x 1 = 2 pont c) A cellulóz általános képlete: (C6H10O5)n, vagyis egy glükóz-egységhez 6 CO2 kell, 505,3 kmol = 84,2 kmol glükóz-egység. 1 pont 505,3 kmol CO2-ből 6 – M(C6H10O5) = 162 kg/kmol. 1 pont – A szintetizálható cellulóz tömege: m = 84,2 kmol · 162 kg/kmol = 13 643 kg (13,6 t) 1 pont 12 pont 155. – A vegyület képlete: CxHyClz, ahol: x : y : z = n(C) : n(H) : n(Cl). 100 g-jában 31,9 g C, 5,3 g H és 100 g – 31,9 g – 5,3 g = 62,8 g klór van. 62,8 g 5,3 g 31,9 g – x : y : z = n(C) : n(H) : n(Cl) = : : g g g 35,5 1,00 12,0 mol mol mol – x : y : z = 2,66 mol : 5,3 mol : 1,77 mol – x : y : z = 1,5 : 3,0 : 1,0 = 3,0 : 6,0 : 2,0. A vegyület képlete: C3H6Cl2 (más nem is lehet). – A királis konstitúció: Cl–CH2–*CHCl – CH3 1,2-diklórpropán 156. a) Az alkán képlete: CnH2n+2. – Az égés egyenlete: CnH2n+2 + (1,5n + 0,5) O2 = n CO2 + (n + 1) H2O b) 2,132 g víz: n(H2O) = m/M = 0,1184 mol. – Az alkán moláris tömege: M = 14n + 2. 1,500 mol. – Az 1,500 g alkán anyagmennyisége: 14n + 2 1,500 · (n + 1) mol víz képződik. – Ebből az egyenlet alapján 14n + 2 – A fenti adatok alapján felírható egyenlet: 1,500 · (n + 1) = 0,1184 14n + 2 – Ebből n = 8,01, tahát a C8H18 összegképletről (oktán) van szó.

1 pont 1 pont 1 pont 1 pont 1 pont 1 pont 6 pont 1 pont 2 pont 1 pont 1 pont 1 pont 1 pont


157. – Az olefin képlete: CnH2n, a HCl-származéké: CnH2n+1Cl. – A moláris tömegek: M(CnH2n) = 14,0n, illetve M(CnH2n+1Cl) = 14,0n+36,5. 1,50 2,28 mol, 2,28 g származék: mol. – 1,50 g olefin: 14,0n 14,0n + 36,5 – Az olefin és a belőle származó halogénezett vegyület anyagmennyisége megegyezik: 1,50 2,28 = 14,0n 14,0n + 36,5 – Ebből n = 5,01, tehát az olefin összegképlete: C5H10. – A feladatban szereplő feltételeknek megfelelő szénhidrogén és származékaik: CH3 CH3 CH3

CH2

C

CH2

CH3 CH3

C

CH2

Cl 2-klór-2-metilbután

2-metilbut-1-én

CH3 CH2

C*

CH2

60,0 cm

– –

– – –

1 pont 1 pont

6 pont 12 pont

1 pont 1 pont

3

⋅ 100% = 50,0%-os. (b) kérdés) 120 cm 3 – A képződött CO2 térfogata: 140 cm3 – 60,0 cm3 = 80,0 cm3. – A szénhidrogén és a szén-dioxid térfogatarányából:

– Az oxigénfelesleg:

1 pont

CH3

Cl Cl 1,2-diklór-2-metilbután

158. – Az ismeretlen szénhidrogén (CxHy) égési egyenlete: y⎞ y ⎛ CxHy + ⎜ x + ⎟ O2 → x CO2 + H2O 4⎠ 2 ⎝ – A megmaradt O2 térfogata: 60,0 cm3, így 180 cm3– 60,0 cm3 = 120 cm3-t használtunk fel.

2 pont 1 pont

x 80,0 cm 3 = 1 20,0 cm 3 Ebből x = 4,00. A szénhidrogén és a felhasznált oxigén térfogatarányára felírható: y x+ 3 4 = 120 cm 1 20,0 cm 3 Ebbe x értékét visszahelyettesítve: y = 8,00 adódik, így a szénhidrogén molekulaképlete: C4H8. (a) kérdés) A c) kérdésben szereplő feltételeknek csak a következő felel meg: CH3–CH=CH–CH3 A szénhidrogén szabályos neve: but-2-én.

159. – A szerves vegyület képlete: CxHyOz. Égése: y y z⎞ ⎛ CxHyOz + ⎜ x + − ⎟ O2 → x CO2 + H2O 4 2⎠ 2 ⎝ – A térfogatszázalékos összetételből: y x : = 9,73 : 12,17 = 1,00 : 1,25 = 4 : 10. 2 – A képlet így: C4H10Oz. (Nem lehet más, mert ez a max. hidrogéntartalom!) – 1 mol C4H10Oz-ből kiindulva: 4 mol CO2 9,73%



1 pont 1 pont

w mol O2 felesleg 4,87% ebből: w = 2 mol O2 4 mol CO2 9,73% u mol N2 felesleg 73,23% ebből: u = 30,1 mol N2 A nitrogén mennyisége nem változott, tehát ez volt eredetileg a levegő 79%-a, így a kiindulási oxigén is kiszámítható: 30,1 mol N2 79% b mol O2 21% ebből: b = 8,00 mol O2 A felhasznált oxigén: 8,00 mol – 2,00 mol = 6,00 mol. – Az égés egyenlete alapján: z⎞ ⎛ C4H10Oz + ⎜ 6,5 − ⎟ O2 = 4 CO2 + 5 H2O 2⎠ ⎝ 1,00 mol vegyület esetében a felhasznált O2 6,00 mol, így: z⎞ ⎛ ⎜ 6,5 − ⎟ = 6, amelyből z = 1. 2⎠ ⎝ – A vegyület képlete: C4H10O. – Mivel a vegyület illékony, tűzveszélyes, valószínűleg éter, például: C2H5–O–C2H5, dietil-éter. 160. – A vegyületek szénen, hidrogénen kívül oxigént is tartalmazhatnak. (CxHyOz) – Az anyagmennyiségek (n = V/Vm; n = m/M): CO2 H2O A vegyület:

0,0500 mol

0,0667 mol

B vegyület:

0,0333 mol

0,0333 mol

3 pont

1 pont


2 pont – B vegyületben: n(C) : n(H) = 0,0333 : (2·0,0333) = 1 : 2 elvileg bármilyen szám lehet molekulánként[CnH2nOz]. – A vegyületben: n(C) : n(H) = 0,05 : (2·0,0667) = 3 : 8, ez telített, így csak C3H8[Ou] lehet. – Tudjuk, hogy 1,00 g vegyületet égettünk el: A vegyület oxigéntartalma: 1,00 g 0,05 mol · 12 g/mol = 0,60 g (szén) 0,133 g (hidrogén) 0,267 g oxigén [0,0167 mol] A vegyület tapasztalati képlete: 0,05 : (2·0,0667) : 0,0167 = 3 : 8 : 1, tehát: C3H8O. Ez egyben a molekulaképlete is. – B vegyület oxigéntartalma: 1,00 g 0,0333 mol · 12 g/mol = 0,40 g (szén) 0,0667 g (hidrogén) 0,5333 g oxigén [0,0333 mol] – Ebből az arány: n(C) : n(H) : n(O) = 0,0333 : 0,0667 : 0,0333 = 1 : 2 : 1, így a vegyület tapasztalati képlete: CH2O. – A molekulaképlet: [CH2O]n. A moláris tömege viszont megegyezik A vegyületével (M = 60 g/mol): (12+2+16)·n = 60 → n = 2, vagyis a képlet: C2H4O2. – Egyik vegyület sem oldódik jól vízben, ezért a konstitúciók és nevek: CH3–CH2–O–CH3 etil-metil-éter HCOO–CH3 metil-formiát (metil-metanoát)

1 pont 1 pont

1 pont 1 pont


161. − Az égés egyenletei: C3H8 + 5 O2 = 3 CO2 + 4 H2O C4H10 + 6,5 O2 = 4 CO2 + 5 H2O − A 15 cm3 elegyben legyen x cm3 propán, így (15,0 − x) cm3 bután. Az egyenletek alapján: x cm3 propán → 5x O2 → 3x CO2 3 (15,0 − x) cm bután → 6,5(15,0 − x) O2 → 4(15,0 − x) CO2 − Jelöljük az oxigénmaradékot y-nal, így a fogyott oxigén térfogata: (100 − y) cm3, a képződött szén-dioxid pedig: (69,0 − y) cm3. − Két egyenlet írható fel: 5x + 6,5(15 − x) = 100 − y 3x + 4(15 − x) = 69,0 − y 2x1= − Az egyenletrendszer megoldása: x = 13,0, y = 22,0. − A térfogatszázalékos összetétel: 13,0 ⋅ 100% = 86,7 ϕ% C3H8 és így 13,3ϕ% C4H10. 15,0 − Az oxigénfelesleg: 22,0 ⋅ 100% = 28,2%. 100 − 22,0

1 pont

1 pont

1 pont


2 pont 10 pont

162. − A képletek, CnH2n és CnH2n–2, a telítés: CnH2n + H2 → CnH2n+2 CnH2n–2 + 2 H2 → CnH2n+2 (illetve ezek használatáért a számításokban) − A képződött gáz a megfelelő alkán, amelynek moláris tömege a sűrűségből: M = ρ·Vm = 2,367 g/dm3 · 24,5 dm3/mol = 58,0 g/mol. − A szénatomszám: 12,0n + 2,0n + 2 = 58,0, ebből n = 4,00, a két szénhidrogén a butén és a butadién. − Ha 20,0 cm3 elegyből x cm3 a butén és így (20,0 – x) cm3 a butadién, akkor: x cm3 butén x cm3 H2-t addicionál, (20,0 – x) cm3 butadién 2(20,0 – x) cm3 H2-t addicionál, − ez alapján pedig felírható a következő: x + 2(20,0 – x) = 25,0, − ebből x = 15,00, vagyis 15,00 cm3, azaz 75,0 térfogat% butén és 25,0 térfogat% butadién volt az elegyben. 163. – Az égési egyenletek: C3H6O + 4 O2 = 3 CO2 + 3 H2O C4H10O + 6 O2 = 4 CO2 + 5 H2O C7H16 + 11 O2 = 7 CO2 + 8 H2O – A keletkezett víz: n(H2O) = m/M = 5,94 g : 18,0 g/mol = 0,330 mol – A keletkezett gáz: n(gáz) = V/Vm = 14,7 dm3 : 24,5 dm3/mol = 0,600 mol – Ebből a fele szén-dioxid:

3x1=



– –

–

–

–

n(CO2) = 0,300 mol A másik fele az oxigénmaradék, így a felhasznált oxigén: n(O2, kezdeti) = V/Vm = 17,8 dm3 : 24,5 dm3/mol = 0,727 mol n(O2, felhasznált) = 0,727 mol − 0,300 mol = 0,427 mol Például x mol acetonból, y mol éterből és z mol heptánból kiindulva a vízre, a széndioxidra és a felhasznált oxigénre a kémiai egyenletek arányai alapján felírható három összefüggés: 3x + 5y + 8z = 0,330 3x + 4y + 7z = 0,300 4x + 6y + 11z = 0,427 3x1= Ebből: x = 0,0530 y = 0,0230 z = 0,0070 Az anyagmennyiség-százalékos összetétel: 0,0530 · 100% = 63,9 x% aceton, 0,0530 + 0,0230 + 0,0070 0,0230 · 100% = 27,7 x% éter és így 8,4 x% heptán. 0,0530 + 0,0230 + 0,0070 Az elegyminta tömege: m = 0,0530 mol · 58,0 g/mol + 0,0230 mol · 74,0 g/mol + 0,0070 mol · 100 g/mol, m = 5,48 g.

164. – A káliumos reakciót a pirrol adja: C4H4NH + K = C4H4NK + 0,5 H2 3 – 115,2 cm standardállapotú gáz: 4,70 · 10–3 mol H2, ebből a pirrol anyagmennyisége (mivel 2 : 1 arányban fejleszti a gázt): y = 9,40 · 10–3 mol. (Ennek tömege (M = 67,0 g/mol): 0,630 g.) – A brómmal a pirrol és az metil-vinil-éter lép reakcióba C4H4NH + 4 Br2 = C4Br4NH + 4 HBr CH2=CH–O–CH3 + Br2 → CH2Br–CHBr–O–CH3 2x1 – 6,71 g bróm: 4,19 · 10–2 mol. Az egyenletek alapján: 4y + x = 4,19 · 10–2, ahol x a metil-vinil-éter anyagmennyisége. – Ebbe y-t behelyettesítve: x = 4,30 · 10−3, (Így a metil-vinil-éter tömege (M = 58,0 g/mol): 0,249 g) – Az égés egyenletei: 4 C4H5N + 21 O2 = 16 CO2 + 10 H2O + 2 N2 C3H6O + 4 O2 = 3 CO2 + 3 H2O (ez az éter és az aceton égésére is igaz) – A képződött szén-dioxid 3,635 g, amelynek anyagmennyisége 0,0826 mol, így: 0,0826 = 4 · 9,40 · 10–3 mol + 3 · (4,30 · 10−3 + z), ahol z az aceton anyagmennyisége. Ebből: z = 1,07 · 10–2 . – Ebből a minták tömege: m = 9,40 · 10–3 mol · 67,0 g/mol + (4,30 · 10−3 + 1,07 · 10–2) 58,0 g/mol = 1,50 g. – Ebből a mólszázalékos összetétel:

9,40 ⋅ 10 −3 9,40 ⋅ 10 − 3 + 4,30 ⋅ 10 − 3 + 1,07 ⋅ 10 − 2

⋅ 100% = 38,5 x% pirrol,

1 pont 1 pont


1 pont

1 pont 15 pont

1 pont

1 pont

2 pont 1 pont 1 pont 1 pont 1 pont 1 pont 1 pont 1 pont

4,30 ⋅ 10 −3

⋅ 100% = 17,6 x% metil-vinil-éter, 9,40 ⋅ 10 − 3 + 4,30 ⋅ 10 − 3 + 1,07 ⋅ 10 − 2 100% − 38,5% − 17,6% = 43,9 x% aceton.

1 pont 12 pont

165. – A NaOH-oldatban lévő lúg: n(NaOH) = cV = 1,136 · 10–3 mol – A teljes törzsoldatra ennek tízszerese fogyna: 1,136 · 10–2 mol – Ha egyértékű a karbonsav, akkor ugyanennyi annak anyagmennyisége is. (E megállapítás helyett az egyenlet is elfogadható: R–COOH + NaOH = R–COONa + H2O) 1,00 g – A sav moláris tömege: M = = 88,0 g/mol. 1,136 ⋅ 10 −2 mol

– – – –

g mol ⎯⎯ ⎯ ⎯→

Oxigéntartalma alapján: 88,0 g/mol · 0,545 = 48,0 g/mol M(CxHy) = 88,0 – 48,0 = 40,0 g/mol → C3H4 Az összegképlet: C3H4O3. A lehetséges konstitúció: CH3–CO–COOH, piroszőlősav.

: 16

(1) (1) (1) (1)

3 O-atom van.

166. – A reakcióegyenlet: 5 (COOH)2 + 2 MnO −4 + 6 H+ → 10 CO2 + 2 Mn 2 + + 8 H2O (1 pont az oxidációs számok helyes meghatározásáért, 1 pont az oxidációsszám-változás szerinti arányokért, 1 pont a teljes rendezésért) – A mérőoldatban: n(KMnO4) = 0,01076 dm3 · 0,0198 mol/dm3 = 2,13 · 10−4 mol. – Az oxálsav anyagmennyisége a 20,0 cm3-es részletben: n(oxálsav) = 2,50 · n(KMnO4) = 5,326 · 10−4 mol. – A törzsoldat s így a minta oxaláttartalma: 5 · 5,326 · 10−4 = 2,66 · 10−3 mol, – Ez megfelel ugyanennyi Na-oxalátnak [M(Na2C2O4) = 134 g/mol] m(Na2C2O4) = 2,66 · 10−3 mol · 134 g/mol = 0,3569 g. - Az oldhatóság 100 g vízre vonatkoztatva: x 0,3569 = → x = 3,70 g Na2C2O4/ 100 g víz. 10,00 − 0,3569 100

(2) (1) (1) (2) 10 pont


10 pont 167. – Az etil-acetát képlete: CH3–COO–C2H5, M = 88,0 g/mol, vagyis 1,00 mol észterből indultunk ki. 22,0 g, azaz 0,250 mol észter maradt – Az észter hidrolízise: CH3–COO–C2H5 + H2O CH3COOH + C2H5OH – Az egyenlet alapján az átalakulások: CH3–COO–C2H5 + H2O CH3COOH + C2H5OH 1,00 mol x –0,750 mol –0,750 mol 0,750 mol 0,750 mol 0,250 mol (x – 0,750) mol 0,750 mol 0,750 mol


– A keletkezett szerves vegyületek: 0,750 mol ecetsav: 0,750 · 60,0 g/mol = 45,0 g, 0,750 mol etanol: 0,750 · 46,0 g/mol = 34,5 g. – Az egyensúlyi állandó felhasználásával: [sav]⋅ [alkohol] K = [észter]⋅ [víz] 0,750 mol 0,750 mol ⋅ 0,750 2 V V K= = = 0,250 0,250 mol ( x − 0,750 ) mol 0,250(x − 0,750 ) ⋅ V V ebből: x = 9,75 – A hozzákevert víz tömege: 9,75 · 18 g = 176 g.

2 pont 1 pont


168. a) Az egyensúlyi reakció: 2 CH4(g) C2H2(g) + 3 H2(g) 494 kg – 494 kg acetilén: = 19,0 kmol. kg 26,0 kmol – Ez elvileg 38,0 kmol metánból alakulna át, de a metánnak csak 60,0%-a alakult át egyensúlyig ezért: 38,0 kmol = 63,3 kmol kell belőle. 0,600 – Ennek térfogata standardállapotban: 63,3 kmol · 24,5 m3/kmol = 1552 m3. (1,55 · 103 m3) b) A kiindulási metánkoncentráció a moláris térfogatból: 1 c= = 0,0408 mol/dm3. 3 dm 24,5 mol – Az átalakulás 60,0%-os, így az egyensúlyi koncentrációk:

kiindulás: átalakulás: egyensúly:

2 CH4(g) 0,0408 ↓ 60,0% –0,0245 0,0163 mol/dm3

C2H2(g)

+


3 H2(g)

0,0122

0,0367

0,0122 mol/dm3

0,0367 mol/dm3

3 pont – Az egyensúlyi állandó:

[C 2 H 2 ] ⋅ [H 2 ]3 [CH 4 ]2

0,0122 ⋅ 0,0367 3

2

⎛ mol ⎞ = = 2,27 ⋅ 10 ⎜ K= 2 pont ⎟ 2 0,0163 ⎝ dm 3 ⎠ c) Az acetilén térfogat%-a az anyagmennyiség-százalékkal egyezik, így az egyensúlyi koncentrációkból számolható: 0,0122 ⋅ 100% = 18,7 térfogat% 2 pont 0,0163 + 0,0122 + 0,0367 (Ez a koncentrációk nélkül is adódik, ha pl. 1,00 mol metánból indulunk ki, és abból 0,400 mol marad, 0,600 mol alakul át 0,300 mol etinné és 0,90 mol hidrogénné, ekkor az etintartalom: −3

0,300 ⋅ 100% = 18,7%) 0,400 + 0,300 + 0,900 13 pont

XXIV. SZERVES KÉMIA (Emelt szint)

Recommend Documents