При сгорании 1,18 г органического вещества, не содержащего кислород, образуется 1,344 л углекислого газа (н. у.), 1,62 г воды и азот. Известно, что это вещество не может быть получено восстановлением соответствующего нитросоединения водородом в присутствии катализатора, но вступает в реакцию с иодметаном.
На основании данных условия задания:
1) проведите необходимые вычисления (указывайте единицы измерения искомых физических величин) и установите молекулярную формулу исходного органического вещества;
2) составьте структурную формулу этого вещества, которая однозначно отражает порядок связи атомов в его молекуле;
3) напишите уравнение реакции данного вещества с иодметаном (используйте структурные формулы органических веществ).
На основании данных условия задания:
1) проведите необходимые вычисления (указывайте единицы измерения искомых физических величин) и установите молекулярную формулу исходного органического вещества;
2) составьте структурную формулу этого вещества, которая однозначно отражает порядок связи атомов в его молекуле;
3) напишите уравнение реакции данного вещества с иодметаном (используйте структурные формулы органических веществ).
💡 Пошаговый разбор и решение:
Общая формула вещества: $\ChemFormC_xH_yN_z$
Запишем схему реакции горения:
$\rm C_\it xH_\it yN_\it z + ... O_2 arrow \it x\rm CO_2 + $\frac{\it y}{2}$ H_2O + $\frac{\it z}{2}$ N_2$
Определим количества вещества атомов углерода, водорода и азота:
$\nu ( \rm C ) = \nu ( CO_2 ) = $\frac{\it V ( \rm CO_2 )}{\it V_M ( \rm CO_2 )}$ = $\frac{1,344}{22,4}$ = 0,06 ( моль )$
$\nu ( \rm H ) = 2 \cdot \nu ( H_2O ) = $\frac{2 \cdot \it m ( \rm H_2O )}{\it M ( \rm H_2O )}$ = $\frac{2 \cdot 1,62}{18}$ = 0,18 ( моль )$
$\it m ( \rm C_\it xH_\it yN_\it z ) =\nu ( C ) \cdot \it M ( \rm C ) + \nu ( H ) \cdot \it M ( \rm H ) + \nu ( N ) \cdot \it M ( \rm N ) =$
$=0,06 \cdot 12 + 0,18 \cdot 1 + \nu ( N ) \cdot 14=1,18 ( г )$ $\it m ( \rm C_\it xH_\it yN_\it z ) =$
$=\nu ( C ) \cdot \it M ( \rm C ) + \nu ( H ) \cdot \it M ( \rm H ) + \nu ( N ) \cdot \it M ( \rm N ) =$
$=0,06 \cdot 12 + 0,18 \cdot 1 + \nu ( N ) \cdot 14=1,18 ( г )$
Откуда $\nu ( \rm N ) =0,02 моль$
Получаем, что
$x : y : z=\nu ( \rm C ) : \nu ( H ) : \nu ( N ) =0,06 : 0,18 : 0,02 = 3:9:1$
Простейшая формула исходного вещества — $\ChemFormC_3H_9N$
Формула $\ChemFormC_3H_9N$ является и молекулярной. Это могут быть амины, например пропиламин, метилэтиламин или триметиламин (формулы $\ChemFormC_6H_18N_2$ и др. быть уже не может. В них превышено предельное число атомов водорода $\ChemFormC_nH_2n + 2 + mN_m$ ).
Это вещество не может быть получено восстановлением соответствующего нитросоединения водородом в присутствии катализатора, значит, это не первичный амин.
В реакцию с иодметаном вступают любые амины.
Всем условиям удовлетворяют вторичный амин — метилэтиламин и третичный амин — триметиламин.
Структурная формула метилэтиламина:
$\ChemForm\put ( 420, - 270 ) \tetrahedral0==N;2==H_3$C - - - CH_2$;3==H;4==CH_3$$
Структурная формула триметиламина:
$\ChemForm\put ( 420, - 270 ) \tetrahedral0==N;2==H_3$C;3==CH_3$;4==CH_3$$
Запишем уравнение реакции найденных аминов с иодметаном:
$\ChemForm\put ( 725,100 ) .. \put ( 420, - 270 ) \tetrahedral0==N;2==H_3$C - - - CH_2$;3==H;4==CH_3$ + I - CH_3 \reactrarrow0pt1 cmt ( \put ( 420, - 270 ) \tetrahedral0==N;1==CH_3$;2==H_3$C - - - CH_2$;3==H;4==CH_3$ ) в степени ( + ) I в степени ( - )$
$\ChemForm\put ( 725,100 ) .. \put ( 420, - 270 ) \tetrahedral0==N;2==H_3$C;3==CH_3$;4==CH_3$ + I - CH_3 \reactrarrow0pt1 cmt ( \put ( 120, - 270 ) \tetrahedral0==N;1==CH_3$;2==H_3$C;3==CH_3$;4==CH_3$ ) в степени ( + ) I в степени ( - )$
Запишем схему реакции горения:
$\rm C_\it xH_\it yN_\it z + ... O_2 arrow \it x\rm CO_2 + $\frac{\it y}{2}$ H_2O + $\frac{\it z}{2}$ N_2$
Определим количества вещества атомов углерода, водорода и азота:
$\nu ( \rm C ) = \nu ( CO_2 ) = $\frac{\it V ( \rm CO_2 )}{\it V_M ( \rm CO_2 )}$ = $\frac{1,344}{22,4}$ = 0,06 ( моль )$
$\nu ( \rm H ) = 2 \cdot \nu ( H_2O ) = $\frac{2 \cdot \it m ( \rm H_2O )}{\it M ( \rm H_2O )}$ = $\frac{2 \cdot 1,62}{18}$ = 0,18 ( моль )$
$\it m ( \rm C_\it xH_\it yN_\it z ) =\nu ( C ) \cdot \it M ( \rm C ) + \nu ( H ) \cdot \it M ( \rm H ) + \nu ( N ) \cdot \it M ( \rm N ) =$
$=0,06 \cdot 12 + 0,18 \cdot 1 + \nu ( N ) \cdot 14=1,18 ( г )$ $\it m ( \rm C_\it xH_\it yN_\it z ) =$
$=\nu ( C ) \cdot \it M ( \rm C ) + \nu ( H ) \cdot \it M ( \rm H ) + \nu ( N ) \cdot \it M ( \rm N ) =$
$=0,06 \cdot 12 + 0,18 \cdot 1 + \nu ( N ) \cdot 14=1,18 ( г )$
Откуда $\nu ( \rm N ) =0,02 моль$
Получаем, что
$x : y : z=\nu ( \rm C ) : \nu ( H ) : \nu ( N ) =0,06 : 0,18 : 0,02 = 3:9:1$
Простейшая формула исходного вещества — $\ChemFormC_3H_9N$
Формула $\ChemFormC_3H_9N$ является и молекулярной. Это могут быть амины, например пропиламин, метилэтиламин или триметиламин (формулы $\ChemFormC_6H_18N_2$ и др. быть уже не может. В них превышено предельное число атомов водорода $\ChemFormC_nH_2n + 2 + mN_m$ ).
Это вещество не может быть получено восстановлением соответствующего нитросоединения водородом в присутствии катализатора, значит, это не первичный амин.
В реакцию с иодметаном вступают любые амины.
Всем условиям удовлетворяют вторичный амин — метилэтиламин и третичный амин — триметиламин.
Структурная формула метилэтиламина:
$\ChemForm\put ( 420, - 270 ) \tetrahedral0==N;2==H_3$C - - - CH_2$;3==H;4==CH_3$$
Структурная формула триметиламина:
$\ChemForm\put ( 420, - 270 ) \tetrahedral0==N;2==H_3$C;3==CH_3$;4==CH_3$$
Запишем уравнение реакции найденных аминов с иодметаном:
$\ChemForm\put ( 725,100 ) .. \put ( 420, - 270 ) \tetrahedral0==N;2==H_3$C - - - CH_2$;3==H;4==CH_3$ + I - CH_3 \reactrarrow0pt1 cmt ( \put ( 420, - 270 ) \tetrahedral0==N;1==CH_3$;2==H_3$C - - - CH_2$;3==H;4==CH_3$ ) в степени ( + ) I в степени ( - )$
$\ChemForm\put ( 725,100 ) .. \put ( 420, - 270 ) \tetrahedral0==N;2==H_3$C;3==CH_3$;4==CH_3$ + I - CH_3 \reactrarrow0pt1 cmt ( \put ( 120, - 270 ) \tetrahedral0==N;1==CH_3$;2==H_3$C;3==CH_3$;4==CH_3$ ) в степени ( + ) I в степени ( - )$
📚 Похожие разобранные задания по предмету:
ID 173218 • Задание №14
Выберите две пары исходных вещества, взаимодействию которых соответствует сокращенное ионное уравнение реакции...
ID 117135 • Задание №5
Из перечисленных веществ выберите три вещества, которые относятся к гидроксидам.
Цифры в ответе укажите в поря...
Официальные критерии проверки ФИПИ:
Критерии проверки:
Критерии оценивания выполнения задания | Баллы
Ответ правильный и полный, содержит следующие элементы:
— правильно произведены вычисления, необходимые для установления молекулярной формулы вещества, и записана молекулярная формула вещества;
— записана структурная формула органического вещества, которая отражает порядок связи и взаимное расположение заместителей и функциональных групп в молекуле в соответствии с условием задания;
— с использованием структурной формулы органического вещества записано уравнение реакции, на которую дается указание в условии задания | 3
Правильно записаны два элемента ответа | 2
Правильно записан один элемент ответа | 1
Все элементы ответа записаны неверно | 0
Максимальный балл | 3
Критерии оценивания выполнения задания | Баллы
Ответ правильный и полный, содержит следующие элементы:
— правильно произведены вычисления, необходимые для установления молекулярной формулы вещества, и записана молекулярная формула вещества;
— записана структурная формула органического вещества, которая отражает порядок связи и взаимное расположение заместителей и функциональных групп в молекуле в соответствии с условием задания;
— с использованием структурной формулы органического вещества записано уравнение реакции, на которую дается указание в условии задания | 3
Правильно записаны два элемента ответа | 2
Правильно записан один элемент ответа | 1
Все элементы ответа записаны неверно | 0
Максимальный балл | 3
🔗 Другие задания линии №33 по предмету Химия:
ID 125873
Органическое вещество А содержит 11,97% азота, 9,40% водорода и 27,35% кислорода по массе и обр...
ID 125874
Органическое вещество А содержит 38,71% углерода и 51,61% кислорода по массе, остальное — водо...
ID 125875
Органическое вещество А содержит 57,83% углерода и 38,55% кислорода по массе, остальное — водо...
ID 125876
Двухосновная органическая кислота А представляет собой бесцветное твердое вещество, хорошо раст...
ID 125877
Двухосновная органическая кислота А представляет собой бесцветное твердое вещество, умеренно ра...