Нахождение молекулярной формулы органического вещества по его плотности и массовым долям элементов или по продуктам сгорания; установление структурной формулы · 85 заданий
- Задание №33№33
При сгорании 11,04 г органического вещества А образуется 5,376 л (н.у.) углекислого газа, 5,04 г воды, 0,896 л (н.у.) азота и 1,792 л (н.у.) бромоводо…
Нахождение молекулярной формулы органического вещества по его плотности и массовым долям элементов
- Задание №33№33
Соль органической кислоты содержит 5,05% водорода, 42,42% углерода, 32,32% кислорода и 20,21% кальция по массе. Известно, что при нагревании этой соли…
Нахождение молекулярной формулы органического вещества по его плотности и массовым долям элементов
- Задание №33№33
Соль органической кислоты содержит 28,48% углерода, 3,39% водорода, 21,69% кислорода и 46,44% бария по массе. Известно, что при нагревании этой соли о…
Нахождение молекулярной формулы органического вещества по его плотности и массовым долям элементов
- Задание №33№33
Соль органической кислоты содержит 25,62% углерода, 2,85% водорода, 22,78% кислорода и 48,75% бария по массе. Известно, что при нагревании этой соли о…
Нахождение молекулярной формулы органического вещества по его плотности и массовым долям элементов
- Задание №33№33
При гидролизе органического вещества, протекающем в разбавленном растворе щёлочи при нагревании, получены продукт состава C₂H₃O₂Na и соединение, содер…
Нахождение молекулярной формулы органического вещества по его плотности и массовым долям элементов
- Задание №33№33
При сгорании 35,1 г органического вещества А получили 33,6 л углекислого газа (н.у.), 3,36 л азота (н.у.) и 29,7 г воды. При нагревании с водным раств…
Нахождение молекулярной формулы органического вещества по его плотности и массовым долям элементов
- Задание №33№33
При сгорании 6,1 г органического вещества А получили 7,84 л (н.у.) углекислого газа и 2,7 г воды. Известно, что это вещество может быть получено путём…
Нахождение молекулярной формулы органического вещества по его плотности и массовым долям элементов
- Задание №33№33
При сгорании 3,6 г органического вещества А получили 896 мл углекислого газа (н.у.), 2,76 г карбоната калия и 0,36 г воды. Вещество А можно получить о…
Нахождение молекулярной формулы органического вещества по его плотности и массовым долям элементов
- Задание №33№33
При сгорании 7,35 г органического вещества А образуется 5,6 л (н.у.) углекислого газа, 4,05 г воды, 0,56 л (н.у.) азота. Известно, что вещество А имее…
Нахождение молекулярной формулы органического вещества по его плотности и массовым долям элементов
- Задание №33№33
Органическое вещество, массовая доля углерода в котором равна 40,68%, а кислорода – 54,24% (остальное – водород), при нагревании реагирует с водным ра…
Нахождение молекулярной формулы органического вещества по его плотности и массовым долям элементов
- Задание №33№33
Вещество А содержит 9,30% углерода, 5,43% водорода, 49,62% кислорода, 10,85% азота и 24,80% серы по массе. Известно, что вещество А образуется при вос…
Нахождение молекулярной формулы органического вещества по его плотности и массовым долям элементов
- Задание №33№33
Органическое вещество содержит 40,68% углерода, 54,24% кислорода и 5,08% водорода по массе. При нагревании с водным раствором гидроксида натрия данное…
Нахождение молекулярной формулы органического вещества по его плотности и массовым долям элементов
При сгорании 29,2 г органического вещества А образовалось 26,88 л (н.у.) оксида углерода(IV), 4,48 л (н.у.) азота и 25,2 г воды. Известно, что молекула вещества А имеет неразветвлённый углеродный скелет, содержит три функциональные группы, при этом азотосодержащие группы максимально удалены друг от друга. Вещество А способно реагировать как с соляной кислотой, так и с гидроксидом натрия.
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 вещества А с избытком соляной кислоты (используйте структурные формулы органических веществ).
Решение
Решение.
1) Вычисления и молекулярная формула.
n(CO2) = 26,88 л / 22,4 л/моль = 1,2 моль → n(C) = 1,2 моль, m(C) = 14,4 г;
n(N2) = 4,48 л / 22,4 л/моль = 0,2 моль → n(N) = 0,4 моль, m(N) = 5,6 г;
n(H2O) = 25,2 г / 18 г/моль = 1,4 моль → n(H) = 2,8 моль, m(H) = 2,8 г.
m(O) = 29,2 г − 14,4 г − 5,6 г − 2,8 г = 6,4 г; n(O) = 6,4 г / 16 г/моль = 0,4 моль.
Соотношение: n(C) : n(H) : n(N) : n(O) = 1,2 : 2,8 : 0,4 : 0,4 = 3 : 7 : 1 : 1, простейшая формула C3H7NO.
По условию в молекуле есть две азотсодержащие группы, значит атомов азота не менее двух — индексы удваиваем: C6H14N2O2, M(A) = 146 г/моль.
Проверка: n(A) = 29,2 г / 146 г/моль = 0,2 моль, тогда n(C) = 6·0,2 = 1,2 моль и n(N) = 2·0,2 = 0,4 моль — совпадает с данными опыта.
2) Структурная формула.
Вещество реагирует и с кислотой, и со щёлочью — оно амфотерно, то есть содержит и аминогруппы, и карбоксильную группу. Степень ненасыщенности (2·6 + 2 + 2 − 14)/2 = 1 отвечает одной группе C=O карбоксила. Три функциональные группы — это две группы NH2 и одна COOH; цепь неразветвлённая, азотсодержащие группы максимально удалены друг от друга, то есть стоят у 2-го и 6-го атомов углерода (у 1-го находится карбоксил). Это 2,6-диаминогексановая кислота (лизин):
H2N–CH2–CH2–CH2–CH2–CH(NH2)–COOH
3) Уравнение реакции с избытком соляной кислоты.
Избыток кислоты протонирует обе аминогруппы:
H2N–CH2–CH2–CH2–CH2–CH(NH2)–COOH + 2HCl → [H3N–CH2–CH2–CH2–CH2–CH(NH3)–COOH]2+2Cl−
Проверка: слева C 6, H 14 + 2 = 16, N 2, O 2, Cl 2; справа C 6, H 16, N 2, O 2, Cl 2.
Ответ: молекулярная формула вещества А — C6H14N2O2; структурная формула — H2N–CH2–CH2–CH2–CH2–CH(NH2)–COOH; уравнение реакции: H2N–CH2–CH2–CH2–CH2–CH(NH2)–COOH + 2HCl → [H3N–CH2–CH2–CH2–CH2–CH(NH3)–COOH]2+2Cl−.
Источник: ФИПИ