Присоединиться

11 класс·высокий уровень

Известно, что вещество А образовалось в результате взаимодействия

Условие

При сгорании органического вещества А массой 2,99 г получили 3,136 л (н. у.) углекислого газа, 448 мл (н. у.) хлороводорода, 224 мл (н. у.) азота и 2,7 г воды. Известно, что вещество А образовалось в результате взаимодействия хлорметана и азотсодержащего вещества Б, содержащего только вторичные атомы углерода. 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).

Формат задания

Развёрнутый ответ: короткого ответа здесь нет — оценивается само рассуждение. Разбор откроется после входа.

Решение по шагам

  1. Как рассуждать

    Определим молекулярную формулу органического вещества. Общая формула вещества — CkHlNmClnOp\mathrm{C_kH_lN_mCl_nO_p} Запишем схему реакции горения: \rm C_\it kH_\it lN_\it mCl_\it nO_\it p + ... O_2 \to \it k\rm CO_2 + \frac{\it l}{2} H_2O + \frac{\it m}{2} N_2 + \it n\rm HCl ν(C)=ν(CO2)=V(CO2)VM(CO2)=3,13622,4=0,14моль\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 m(C)=0,14⋅12=1,68г\it m\rm ( C ) = 0,14 \cdot 12 = 1,68 г ν(Cl)=ν(HCl)=V(HCl)VM(HCl)=0,44822,4=0,02моль\nu ( \rm Cl ) = \nu ( HCl ) = \frac{\it V ( \rm HCl )}{\it V_M ( \rm HCl )} = \frac{0,448}{22,4} = 0,02 моль m(Cl)=0,02⋅35,5=0,71г\it m\rm ( Cl ) = 0,02 \cdot 35,5 = 0,71 г ν(N)=2⋅ν(N2)=2⋅V(N2)VM(N2)=2⋅0,22422,4=0,02моль\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 m(N)=0,02⋅14=0,28г\it m\rm ( N ) = 0,02 \cdot 14 = 0,28 г ν(H)=2⋅ν(H2O)+ν(HCl)=2⋅m(H2O)M(H2O)+V(HCl)VM(HCl)=2⋅2,718+0,44822,4=0,32моль\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 2,7}{18} + \frac{0,448}{22,4} = 0,32 моль ν(H)=2⋅ν(H2O)+ν(HCl)=2⋅m(H2O)M(H2O)+V(HCl)VM(HCl)=\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 )} = =2⋅2,718+0,44822,4=0,32моль= \frac{2 \cdot 2,7}{18} + \frac{0,448}{22,4} = 0,32 моль ν(H)=2⋅ν(H2O)+ν(HCl)=\nu\rm ( H ) = 2 \cdot \nu ( H_2O ) + \nu ( \rm HCl ) = =2⋅m(H2O)M(H2O)+V(HCl)VM(HCl)== \frac{2 \cdot \it m ( \rm H_2O )}{\it M ( \rm H_2O )} + \frac{\it V ( \rm HCl )}{\it V_M ( \rm HCl )} = =2⋅2,718+0,44822,4=0,32моль= \frac{2 \cdot 2,7}{18} + \frac{0,448}{22,4} = 0,32 моль m(H)=0,32⋅1=0,32г\it m\rm ( H ) = 0,32 \cdot 1 = 0,32 г m(O)=m(A)−m(C)−m(H)−m(Cl)−m(N)=2,99−1,68−0,32−0,71−0,28=0г\it m\rm ( O ) = \it m\rm ( A ) - \it m\rm ( C ) - \it m\rm ( H ) - \it m\rm ( Cl ) - \it m\rm ( N ) = 2,99 - 1,68 - 0,32 - 0,71 - 0,28 = 0 г m(O)=m(A)−m(C)−m(H)−m(Cl)−m(N)=\it m\rm ( O ) = \it m\rm ( A ) - \it m\rm ( C ) - \it m\rm ( H ) - \it m\rm ( Cl ) - \it m\rm ( N ) = =2,99−1,68−0,32−0,71−0,28=0г= 2,99 - 1,68 - 0,32 - 0,71 - 0,28 = 0 г Значит, в А не содержится атомов кислорода. k:l:m:n=ν(C):ν(H):ν(N):ν(Cl)=0,14:0,32:0,02:0,02=7:16:1:1k : l : m : n = \nu ( C ) : \nu ( H ) : \nu ( N ) : \nu ( Cl ) = 0,14 : 0,32 : 0,02 : 0,02 = 7 : 16 : 1 : 1 k:l:m:n=ν(C):ν(H):ν(N):ν(Cl)=k : l : m : n = \nu ( C ) : \nu ( H ) : \nu ( N ) : \nu ( Cl ) = =0,14:0,32:0,02:0,02=7:16:1:1= 0,14 : 0,32 : 0,02 : 0,02 = 7 : 16 : 1 : 1 Простейшая формула исходного вещества — С7С_7H_16ClNClN 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 NHвстепени(+)2Clвстепени(−)−минусCH3\mathrm{NH} в степени ( + )_2Cl в степени ( - )_ - минус CH_3 Отнимая некоторое количество атомов от молекулярной формулы вещества, получим формулу минусС6минус С_6H_11 Вещество Б содержит только вторичные атомы углерода, значит, $минус С_6$H_11 — циклогексил.

Осталось ещё 2 шага

  1. Составим структурную формулу А: [ k ] 2== (…

  2. Составим уравнение реакции: CH_3 - минус Cl +…

Получить полное решение

Бесплатно · займёт минуту

Другие задачи по теме «Нахождение молекулярной формулы вещества»

Известно, что вещество А образовалось в результате взаимодействия — решение с объяснением | Lom Ai