Задание №33 — Типы расчётных задач

Решение.

1) Вычисления и молекулярная формула. Продукты сгорания: CO₂, H₂O и N₂, значит вещество состоит из C, H и N.

n(CO₂) = V/V_m = 1,344 л / 22,4 л/моль = 0,06 моль → n(C) = 0,06 моль, m(C) = 0,06 моль · 12 г/моль = 0,72 г
n(H₂O) = m/M = 1,62 г / 18 г/моль = 0,09 моль → n(H) = 2 · 0,09 = 0,18 моль, m(H) = 0,18 г
m(N) = 1,18 г − 0,72 г − 0,18 г = 0,28 г → n(N) = 0,28 г / 14 г/моль = 0,02 моль

n(C) : n(H) : n(N) = 0,06 : 0,18 : 0,02 = 3 : 9 : 1 → простейшая формула C₃H₉N, M = 59 г/моль.

Для C₃H₉N число атомов водорода максимально возможное (2·3 + 2 + 1 = 9), то есть амин предельный и удваивать формулу нельзя. Молекулярная формула: C₃H₉N.

Проверка: n(амина) = 1,18 г / 59 г/моль = 0,02 моль; тогда n(CO₂) = 3 · 0,02 = 0,06 моль и n(H₂O) = 4,5 · 0,02 = 0,09 моль — совпадает с условием.

2) Структурная формула. Амин вторичный, то есть атом азота связан с двумя углеводородными радикалами и одним атомом водорода. Состав C₃H₉N при этом отвечает метилэтиламину:

CH₃–NH–CH₂–CH₃

3) Уравнение реакции с избытком раствора серной кислоты. Амин — основание, с избытком кислоты образуется кислая соль (гидросульфат):

CH₃–NH–CH₂–CH₃ + H₂SO₄ → [CH₃–NH₂–CH₂–CH₃]⁺HSO₄⁻

Проверка: слева C 3, H 9 + 2 = 11, N 1, S 1, O 4; справа C 3, H 10 + 1 = 11, N 1, S 1, O 4 — уравнение уравнено.

Ответ: C₃H₉N (M = 59 г/моль); структурная формула CH₃–NH–CH₂–CH₃ (метилэтиламин); уравнение: CH₃–NH–CH₂–CH₃ + H₂SO₄ → [CH₃–NH₂–CH₂–CH₃]⁺HSO₄⁻

Источник: ФИПИ