При сгорании органического вещества А массой 2,87 г получили 3,136 л (н. у.) углекислого газа, 448 мл (н. у.) хлороводорода, 224 мл (н. у.) азота и 1,62 г воды. Известно, что вещество А образовалось в результате взаимодействия хлорметана и азотсодержащего вещества Б.
На основании данных условия задачи:
1) проведите необходимые вычисления (указывайте единицы измерения искомых физических величин) и установите молекулярную формулу вещества А;
2) составьте структурную формулу вещества А, которая однозначно отражает порядок связи атомов в его молекуле;
3) напишите уравнение реакции получения вещества А из азотсодержащего вещества Б и хлорметана (используйте структурные формулы органических веществ).
На основании данных условия задачи:
1) проведите необходимые вычисления (указывайте единицы измерения искомых физических величин) и установите молекулярную формулу вещества А;
2) составьте структурную формулу вещества А, которая однозначно отражает порядок связи атомов в его молекуле;
3) напишите уравнение реакции получения вещества А из азотсодержащего вещества Б и хлорметана (используйте структурные формулы органических веществ).
💡 Пошаговый разбор и решение:
1. Определим молекулярную формулу органического вещества.
Общая формула вещества — $\ChemFormC_kH_lN_mCl_nO_p$
Запишем схему реакции горения:
$\rm C_\it kH_\it lN_\it mCl_\it nO_\it p + ... O_2 arrow \it k\rm CO_2 + $\frac{\it l}{2}$ H_2O + $\frac{\it m}{2}$ N_2 + \it n\rm HCl$
$\nu ( \rm C ) = \nu ( CO_2 ) = $\frac{\it V ( \rm CO_2 )}{\it V_M ( \rm CO_2 )}$ = $\frac{3,136}{22,4}$ = 0,14 моль$
$\it m\rm ( C ) = 0,14 \cdot 12 = 1,68 г$
$\nu ( \rm Cl ) = \nu ( HCl ) = $\frac{\it V ( \rm HCl )}{\it V_M ( \rm HCl )}$ = $\frac{0,448}{22,4}$ = 0,02 моль$
$\it m\rm ( Cl ) = 0,02 \cdot 35,5 = 0,71 г$
$\nu ( \rm N ) = 2 \cdot \nu ( N_2 ) = $\frac{2 \cdot \it V ( \rm N_2 )}{\it V_M ( \rm N_2 )}$ = $\frac{2 \cdot 0,224}{22,4}$ = 0,02 моль$
$\it m\rm ( N ) = 0,02 \cdot 14 = 0,28 г$
$\nu\rm ( H ) = 2 \cdot \nu ( H_2O ) + \nu ( \rm HCl ) = $\frac{2 \cdot \it m ( \rm H_2O )}{\it M ( \rm H_2O )}$ + $\frac{\it V ( \rm HCl )}{\it V_M ( \rm HCl )}$ = $\frac{2 \cdot 1,62}{18}$ + $\frac{0,448}{22,4}$ = 0,2 моль$ $\nu\rm ( H ) = 2 \cdot \nu ( H_2O ) + \nu ( \rm HCl ) = $\frac{2 \cdot \it m ( \rm H_2O )}{\it M ( \rm H_2O )}$ + $\frac{\it V ( \rm HCl )}{\it V_M ( \rm HCl )}$ =$
$= $\frac{2 \cdot 1,62}{18}$ + $\frac{0,448}{22,4}$ = 0,2 моль$ $\nu\rm ( H ) = 2 \cdot \nu ( H_2O ) + \nu ( \rm HCl ) =$
$= $\frac{2 \cdot \it m ( \rm H_2O )}{\it M ( \rm H_2O )}$ + $\frac{\it V ( \rm HCl )}{\it V_M ( \rm HCl )}$ =$
$= $\frac{2 \cdot 1,62}{18}$ + $\frac{0,448}{22,4}$ = 0,2 моль$
$\it m\rm ( H ) = 0,2 \cdot 1 = 0,2 г$
$\it m\rm ( O ) = \it m\rm ( A ) - \it m\rm ( C ) - \it m\rm ( H ) - \it m\rm ( Cl ) - \it m\rm ( N ) = 2,87 - 1,68 - 0,2 - 0,71 - 0,28 = 0 г$ $\it m\rm ( O ) = \it m\rm ( A ) - \it m\rm ( C ) - \it m\rm ( H ) - \it m\rm ( Cl ) - \it m\rm ( N ) =$
$= 2,87 - 1,68 - 0,2 - 0,71 - 0,28 = 0 г$
Значит, в А не содержится атомов кислорода.
$k : l : m : n = \nu ( C ) : \nu ( H ) : \nu ( N ) : \nu ( Cl ) = 0,14 : 0,2 : 0,02 : 0,02 = 7 : 10 : 1 : 1$ $k : l : m : n = \nu ( C ) : \nu ( H ) : \nu ( N ) : \nu ( Cl ) =$
$= 0,14 : 0,2 : 0,02 : 0,02 = 7 : 10 : 1 : 1$
Простейшая формула исходного вещества — $С_7$H_10$ClN$
Так как вещество А содержит атомы азота и хлора, и получено в результате взаимодействия хлорметана и азотсодержащего вещества Б, можно предположить, что речь идет о реакции алкилирования аминов галогенпроизводными. Значит, А имеет в структурной формуле фрагмент $\ChemFormNH в степени ( + ) _2Cl в степени ( - ) _ - - CH_3$ Отнимая некоторое количество атомов от молекулярной формулы вещества, получим формулу $ - С_6$H_5$$ что соответствует бензильному заместителю. Значит, Б — анилин.
2. Составим структурную формулу А:
$\bzdrv2== ( yl ) ;1==NH в степени ( + ) _2$Cl в степени ( - ) _$ - - CH_3$$
3. Составим уравнение реакции:
$CH_3$ - - Cl + \bzdrv2== ( yl ) ;1==NH_2$ \reactrarrow1 cm\scriptsize\scriptsize \bzdrv2== ( yl ) ;1==NH в степени ( + ) _2$Cl в степени ( - ) _$ - - CH_3$$
Общая формула вещества — $\ChemFormC_kH_lN_mCl_nO_p$
Запишем схему реакции горения:
$\rm C_\it kH_\it lN_\it mCl_\it nO_\it p + ... O_2 arrow \it k\rm CO_2 + $\frac{\it l}{2}$ H_2O + $\frac{\it m}{2}$ N_2 + \it n\rm HCl$
$\nu ( \rm C ) = \nu ( CO_2 ) = $\frac{\it V ( \rm CO_2 )}{\it V_M ( \rm CO_2 )}$ = $\frac{3,136}{22,4}$ = 0,14 моль$
$\it m\rm ( C ) = 0,14 \cdot 12 = 1,68 г$
$\nu ( \rm Cl ) = \nu ( HCl ) = $\frac{\it V ( \rm HCl )}{\it V_M ( \rm HCl )}$ = $\frac{0,448}{22,4}$ = 0,02 моль$
$\it m\rm ( Cl ) = 0,02 \cdot 35,5 = 0,71 г$
$\nu ( \rm N ) = 2 \cdot \nu ( N_2 ) = $\frac{2 \cdot \it V ( \rm N_2 )}{\it V_M ( \rm N_2 )}$ = $\frac{2 \cdot 0,224}{22,4}$ = 0,02 моль$
$\it m\rm ( N ) = 0,02 \cdot 14 = 0,28 г$
$\nu\rm ( H ) = 2 \cdot \nu ( H_2O ) + \nu ( \rm HCl ) = $\frac{2 \cdot \it m ( \rm H_2O )}{\it M ( \rm H_2O )}$ + $\frac{\it V ( \rm HCl )}{\it V_M ( \rm HCl )}$ = $\frac{2 \cdot 1,62}{18}$ + $\frac{0,448}{22,4}$ = 0,2 моль$ $\nu\rm ( H ) = 2 \cdot \nu ( H_2O ) + \nu ( \rm HCl ) = $\frac{2 \cdot \it m ( \rm H_2O )}{\it M ( \rm H_2O )}$ + $\frac{\it V ( \rm HCl )}{\it V_M ( \rm HCl )}$ =$
$= $\frac{2 \cdot 1,62}{18}$ + $\frac{0,448}{22,4}$ = 0,2 моль$ $\nu\rm ( H ) = 2 \cdot \nu ( H_2O ) + \nu ( \rm HCl ) =$
$= $\frac{2 \cdot \it m ( \rm H_2O )}{\it M ( \rm H_2O )}$ + $\frac{\it V ( \rm HCl )}{\it V_M ( \rm HCl )}$ =$
$= $\frac{2 \cdot 1,62}{18}$ + $\frac{0,448}{22,4}$ = 0,2 моль$
$\it m\rm ( H ) = 0,2 \cdot 1 = 0,2 г$
$\it m\rm ( O ) = \it m\rm ( A ) - \it m\rm ( C ) - \it m\rm ( H ) - \it m\rm ( Cl ) - \it m\rm ( N ) = 2,87 - 1,68 - 0,2 - 0,71 - 0,28 = 0 г$ $\it m\rm ( O ) = \it m\rm ( A ) - \it m\rm ( C ) - \it m\rm ( H ) - \it m\rm ( Cl ) - \it m\rm ( N ) =$
$= 2,87 - 1,68 - 0,2 - 0,71 - 0,28 = 0 г$
Значит, в А не содержится атомов кислорода.
$k : l : m : n = \nu ( C ) : \nu ( H ) : \nu ( N ) : \nu ( Cl ) = 0,14 : 0,2 : 0,02 : 0,02 = 7 : 10 : 1 : 1$ $k : l : m : n = \nu ( C ) : \nu ( H ) : \nu ( N ) : \nu ( Cl ) =$
$= 0,14 : 0,2 : 0,02 : 0,02 = 7 : 10 : 1 : 1$
Простейшая формула исходного вещества — $С_7$H_10$ClN$
Так как вещество А содержит атомы азота и хлора, и получено в результате взаимодействия хлорметана и азотсодержащего вещества Б, можно предположить, что речь идет о реакции алкилирования аминов галогенпроизводными. Значит, А имеет в структурной формуле фрагмент $\ChemFormNH в степени ( + ) _2Cl в степени ( - ) _ - - CH_3$ Отнимая некоторое количество атомов от молекулярной формулы вещества, получим формулу $ - С_6$H_5$$ что соответствует бензильному заместителю. Значит, Б — анилин.
2. Составим структурную формулу А:
$\bzdrv2== ( yl ) ;1==NH в степени ( + ) _2$Cl в степени ( - ) _$ - - CH_3$$
3. Составим уравнение реакции:
$CH_3$ - - Cl + \bzdrv2== ( yl ) ;1==NH_2$ \reactrarrow1 cm\scriptsize\scriptsize \bzdrv2== ( yl ) ;1==NH в степени ( + ) _2$Cl в степени ( - ) _$ - - CH_3$$
📚 Похожие разобранные задания по предмету:
ID 124620 • Задание №30
Из предложенного перечня веществ выберите вещества, между которыми возможна реакция ионного обмена, приводящая...
ID 118128 • Задание №8
Установите соответствие между исходными веществами, вступающими в реакцию, и продуктами, которые образуются пр...
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...