Страница 141 - гдз по химии 10 класс учебник Еремин, Кузьменко

48. Белки, жиры и полисахариды

1) способны гидролизоваться.

2) состоят только из C, H, O.

3) проявляют свойства и кислот, и оснований.

4) являются катализаторами реакций в живых системах.

Решение

Рассмотрим каждое утверждение для трех классов органических соединений: белков, жиров и полисахаридов, чтобы найти общее для всех свойство.

1) способны гидролизоваться

Гидролиз — это реакция обменного разложения вещества водой. Все три класса соединений являются сложными органическими веществами, которые могут распадаться на более простые составные части (мономеры) при взаимодействии с водой.

• Белки — это полимеры, состоящие из аминокислот. При гидролизе они распадаются на аминокислоты.
• Жиры (триглицериды) — это сложные эфиры глицерина и высших карбоновых кислот. При гидролизе они распадаются на глицерин и соответствующие кислоты.
• Полисахариды (например, крахмал, целлюлоза) — это полимеры, состоящие из моносахаридов (например, глюкозы). При гидролизе они распадаются на моносахариды.

Это свойство является общим для всех трех классов соединений.

2) состоят только из C, H, O

Это утверждение неверно. Хотя жиры и полисахариды состоят только из атомов углерода (C), водорода (H) и кислорода (O), в состав белков, помимо этих элементов, обязательно входит азот (N), а часто и сера (S).

3) проявляют свойства и кислот, и оснований

Это утверждение относится только к белкам. Белки состоят из аминокислот, которые являются амфотерными соединениями, так как содержат и кислотную карбоксильную группу (–COOH), и основную аминогруппу (–NH₂). Жиры и полисахариды являются в основном нейтральными соединениями.

4) являются катализаторами реакций в живых системах

Биологическими катализаторами (ферментами) в живых организмах являются в подавляющем большинстве белки. Жиры и полисахариды выполняют другие функции (энергетическую, структурную, запасающую) и катализаторами не являются.

Таким образом, единственное свойство, общее для белков, жиров и полисахаридов, — это их способность к гидролизу.

Ответ: 1.

49. При сгорании 18,0 г глюкозы образуется

1) 18,0 г воды

2) 10,8 г воды

3) 3,6 г воды

4) 1,8 г воды

Дано:

Масса глюкозы $m(\text{C}_6\text{H}_{12}\text{O}_6) = 18,0 \text{ г}$

Найти:

Массу воды $m(\text{H}_2\text{O})$ — ?

Решение:

Для решения задачи необходимо составить уравнение реакции горения глюкозы и провести расчеты по этому уравнению.

1. Составляем уравнение реакции горения глюкозы. Глюкоза ($ \text{C}_6\text{H}_{12}\text{O}_6 $) при полном сгорании в кислороде ($ \text{O}_2 $) образует углекислый газ ($ \text{CO}_2 $) и воду ($ \text{H}_2\text{O} $). Сбалансированное уравнение реакции выглядит следующим образом:

$ \text{C}_6\text{H}_{12}\text{O}_6 + 6\text{O}_2 \rightarrow 6\text{CO}_2 + 6\text{H}_2\text{O} $

2. Рассчитываем молярные массы глюкозы и воды, используя относительные атомные массы элементов из периодической таблицы Д.И. Менделеева: $ Ar(\text{C}) = 12 $, $ Ar(\text{H}) = 1 $, $ Ar(\text{O}) = 16 $.

Молярная масса глюкозы ($ \text{C}_6\text{H}_{12}\text{O}_6 $):

$ M(\text{C}_6\text{H}_{12}\text{O}_6) = 6 \cdot 12 + 12 \cdot 1 + 6 \cdot 16 = 72 + 12 + 96 = 180 \text{ г/моль} $

Молярная масса воды ($ \text{H}_2\text{O} $):

$ M(\text{H}_2\text{O}) = 2 \cdot 1 + 16 = 18 \text{ г/моль} $

3. Находим количество вещества (число моль) глюкозы массой 18,0 г по формуле $ n = \frac{m}{M} $:

$ n(\text{C}_6\text{H}_{12}\text{O}_6) = \frac{18,0 \text{ г}}{180 \text{ г/моль}} = 0,1 \text{ моль} $

4. По уравнению реакции определяем количество вещества воды, которое образуется. Из уравнения видно, что при сгорании 1 моль глюкозы образуется 6 моль воды. Составим пропорцию на основе стехиометрических коэффициентов:

$ \frac{n(\text{C}_6\text{H}_{12}\text{O}_6)}{1} = \frac{n(\text{H}_2\text{O})}{6} $

Отсюда количество вещества воды равно:

$ n(\text{H}_2\text{O}) = 6 \cdot n(\text{C}_6\text{H}_{12}\text{O}_6) = 6 \cdot 0,1 \text{ моль} = 0,6 \text{ моль} $

5. Рассчитываем массу образовавшейся воды по формуле $ m = n \cdot M $:

$ m(\text{H}_2\text{O}) = 0,6 \text{ моль} \cdot 18 \text{ г/моль} = 10,8 \text{ г} $

Таким образом, при сгорании 18,0 г глюкозы образуется 10,8 г воды, что соответствует варианту ответа 2.

Ответ: 10,8 г воды.

50. В 100 г глюкозы и 100 г фруктозы содержится равное количество

1) всех атомов

2) только атомов C

3) только атомов H

4) только атомов O

Дано:

Масса глюкозы: $m_{глюкозы} = 100 \text{ г}$
Масса фруктозы: $m_{фруктозы} = 100 \text{ г}$

Перевод в систему СИ не требуется, так как молярные массы удобно использовать в г/моль.

Найти:

Определить, количество каких частиц будет равным в 100 г глюкозы и 100 г фруктозы.

Решение:

1. Глюкоза и фруктоза являются изомерами — веществами, имеющими одинаковый атомный состав, но разное строение молекул. Их химическая формула одинакова: $C_6H_{12}O_6$.

2. Рассчитаем молярную массу ($M$) вещества с формулой $C_6H_{12}O_6$, используя относительные атомные массы элементов: $Ar(C) = 12 \text{ а.е.м.}$, $Ar(H) = 1 \text{ а.е.м.}$, $Ar(O) = 16 \text{ а.е.м.}$
$M(C_6H_{12}O_6) = 6 \cdot 12 + 12 \cdot 1 + 6 \cdot 16 = 72 + 12 + 96 = 180 \text{ г/моль}$.
Поскольку химические формулы глюкозы и фруктозы идентичны, их молярные массы равны: $M_{глюкозы} = M_{фруктозы} = 180 \text{ г/моль}$.

3. Найдем количество вещества ($\nu$) для каждой порции по формуле $\nu = \frac{m}{M}$.
$\nu_{глюкозы} = \frac{100 \text{ г}}{180 \text{ г/моль}} = \frac{5}{9} \text{ моль}$.
$\nu_{фруктозы} = \frac{100 \text{ г}}{180 \text{ г/моль}} = \frac{5}{9} \text{ моль}$.
Следовательно, количества вещества глюкозы и фруктозы в данных массах равны: $\nu_{глюкозы} = \nu_{фруктозы}$.

4. Количество любых частиц (молекул, атомов) связано с количеством вещества через постоянную Авогадро ($N_A$). Так как количество вещества ($\nu$) для глюкозы и фруктозы одинаково, то и количество их молекул будет одинаковым.

5. Поскольку молекулы глюкозы и фруктозы имеют одинаковый состав ($C_6H_{12}O_6$), то при равном количестве молекул в образцах будет содержаться и равное количество атомов каждого вида:
- равное количество атомов углерода (по 6 на молекулу);
- равное количество атомов водорода (по 12 на молекулу);
- равное количество атомов кислорода (по 6 на молекулу).

Следовательно, и общее количество всех атомов в 100 г глюкозы и 100 г фруктозы будет одинаковым. Варианты 2, 3 и 4 не являются полными, так как слово "только" в них неверно. Наиболее точный и всеобъемлющий ответ — "всех атомов".

Ответ: 1) всех атомов