Решение: Формула аммониевой соли
Органическое вещество содержит 10,0% азота, 25,73% углерода и 57,07% брома по массе.
Это вещество может быть получено при взаимодействии первичного амина с бромметаном.
На основании данных условия задания:
1) проведите необходимые вычисления (указывайте единицы измерения искомых физических величин) и установите молекулярную формулу органического вещества;
2) составьте возможную структурную формулу этого вещества, которая однозначно отражает порядок связи атомов в его молекуле;
3) напишите уравнение реакции получения данного вещества взаимодействием первичного амина и бромметана (используйте структурную формулу органического вещества).
Решение по шагам
5 шаговДля вычислений возьмём 100 г вещества. Тогда массы элементов равны: $m(\mathrm{N}) = 10{,}0$ г, $m(\mathrm{C}) = 25{,}73$ г, $m(\mathrm{Br}) = 57{,}07$ г, а масса водорода составляет $m(\mathrm{H}) = 100 - 10{,}0 - 25{,}73 - 57{,}07 = 7{,}20$ г.
$$m(\mathrm{H}) = 7{,}20\ \text{г}$$Вычислим количества вещества элементов: $n(\mathrm{C}) = \dfrac{25{,}73\ \text{г}}{12\ \text{г/моль}} \approx 2{,}144\ \text{моль}$; $n(\mathrm{H}) = \dfrac{7{,}20\ \text{г}}{1\ \text{г/моль}} = 7{,}20\ \text{моль}$; $n(\mathrm{N}) = \dfrac{10{,}0\ \text{г}}{14\ \text{г/моль}} \approx 0{,}714\ \text{моль}$; $n(\mathrm{Br}) = \dfrac{57{,}07\ \text{г}}{80\ \text{г/моль}} \approx 0{,}713\ \text{моль}$.
$$n(\mathrm{C}):n(\mathrm{H}):n(\mathrm{N}):n(\mathrm{Br}) \approx 2{,}144:7{,}20:0{,}714:0{,}713$$Разделим все значения на минимальное количество вещества, примерно равное $0{,}713$ моль. Получим соотношение атомов $\mathrm{C:H:N:Br} = 3:10:1:1$, поэтому формула вещества — $\mathrm{C_3H_{10}NBr}$.
$$\mathrm{C_3H_{10}NBr}$$С учётом получения из первичного амина и бромметана возможная структура вещества — бромид триметиламмония: $[\mathrm{(CH_3)_3NH}]\mathrm{Br}$.
Первичный амин метиламин последовательно алкилируется бромметаном. Суммарное уравнение реакции:
$$\mathrm{CH_3NH_2 + 2CH_3Br \rightarrow [(CH_3)_3NH]Br}$$Молекулярная формула: $\mathrm{C_3H_{10}NBr}$; структурная формула: $[\mathrm{(CH_3)_3NH}]\mathrm{Br}$; реакция: $\mathrm{CH_3NH_2 + 2CH_3Br \rightarrow [(CH_3)_3NH]Br}$.
Этот ответ получен в разборе, но не сверен с официальным ключом из банка — проверьте выкладки, прежде чем заучивать результат.
Где здесь ошибаются
Не учитывают водород как разность между 100% и суммой массовых долей остальных элементов.
Записывают формулу нейтрального амина вместо ионного соединения.
Используют метиламин и только одну молекулу бромметана, не получая формулу $\mathrm{C_3H_{10}NBr}$.
Не указывают единицы измерения массы и количества вещества.