Дано:
- Масса органического вещества = 1,35 г
- Объем углекислого газа (CO2) = 1,33 л (при нормальных условиях)
- Масса воды (H2O) = 1,87 г
- Объем азота (N2) = 0,33 л (при нормальных условиях)
- Относительная плотность вещества по фтору = 1,184
- Известно, что атомы углерода в органическом веществе не соединяются между собой.
Найти:
1) Молекулярную формулу органического вещества
2) Структурную формулу исходного вещества
3) Уравнение реакции исходного вещества с хлорметаном
Решение:
1) Молекулярная формула органического вещества
Шаг 1. Рассчитаем количество молей углекислого газа (CO2):
Молекулярная масса CO2 = 12 + 2*16 = 44 г/моль.
1 моль CO2 при нормальных условиях занимает 22,4 л.
Моль CO2 = 1,33 л / 22,4 л/моль = 0,0593 моль.
Шаг 2. Рассчитаем количество молей воды (H2O):
Молекулярная масса H2O = 2*1 + 16 = 18 г/моль.
Моль H2O = 1,87 г / 18 г/моль = 0,1039 моль.
Шаг 3. Рассчитаем количество молей азота (N2):
Молекулярная масса N2 = 2*14 = 28 г/моль.
1 моль N2 при нормальных условиях занимает 22,4 л.
Моль N2 = 0,33 л / 22,4 л/моль = 0,0147 моль.
Шаг 4. Найдем количество атомов углерода, водорода и азота:
- Количество углерода (C) из CO2:
0,0593 моль CO2 → 0,0593 моль углерода (C).
- Количество водорода (H) из H2O:
0,1039 моль H2O → 2 * 0,1039 = 0,2078 моль водорода (H).
- Количество азота (N) из N2:
0,0147 моль N2 → 0,0147 моль азота (N).
Шаг 5. Определим молекулярную формулу вещества:
Предположим, что молекула органического вещества состоит из углерода (C), водорода (H) и азота (N).
Исходя из данных:
- Углерод (C) = 0,0593 моль
- Водород (H) = 0,2078 моль
- Азот (N) = 0,0147 моль
Из пропорций можно предложить, что молекула органического вещества имеет состав C6H18N2. Это указывает на молекулу с 6 атомами углерода, 18 атомами водорода и 2 атомами азота. Таким образом, молекулярная формула органического вещества: C6H18N2.
2) Структурная формула исходного вещества
Учитывая, что атомы углерода в этом веществе не соединяются друг с другом, это означает, что органическое вещество является алкиламином, где углерод связан с водородом и азотом. Структурная формула вещества будет:
CH3-CH2-CH2-CH2-CH2-CH3-NH2 (гексиламин).
3) Уравнение реакции исходного вещества с хлорметаном
Хлорметан (CH3Cl) будет реагировать с амином (NH2) и замещать атом водорода на атом хлора, образуя хлорид аммония. Уравнение реакции:
C6H18N2 + CH3Cl → C6H18N2Cl + HCl
Ответ:
1) Молекулярная формула органического вещества: C6H18N2
2) Структурная формула: CH3-CH2-CH2-CH2-CH2-CH3-NH2 (гексиламин)
3) Уравнение реакции с хлорметаном: C6H18N2 + CH3Cl → C6H18N2Cl + HCl