33

Решение: Определение формулы хлораминопроизводного

ЕГЭ · Химия · Задание 33 · Углеводороды
ВысокаяФИПИDccAD9Развёрнутое решение≈ 15 минутРазбор в 7 шагов
Условие

При сгорании органического вещества $A$ массой $5{,}74\ \text{г}$ получили $6{,}272\ \text{л}$ углекислого газа (н.у.), $1{,}46\ \text{г}$ хлороводорода, $448\ \text{мл}$ азота (н.у.) и $3{,}24\ \text{г}$ воды. Вещество $A$ образуется при действии хлорметана на вещество $B$.

Проведите необходимые вычисления и установите молекулярную формулу вещества $A$. Составьте структурную формулу вещества $A$, однозначно отражающую порядок связи атомов в его молекуле, и напишите уравнение реакции получения вещества $A$ из вещества $B$ и хлорметана, используя структурные формулы органических веществ.

Открыть задачу и решить самому
Дальше ответЕсли ещё решаете — начните с подсказок: они ведут к ответу, но не выдают его.
К подсказкам

Решение по шагам

7 шагов
1

Вычислим количество вещества углекислого газа и определим количество атомов углерода в образце:

$$n(\mathrm{CO_2})=\dfrac{6{,}272\ \text{л}}{22{,}4\ \text{л/моль}}=0{,}28\ \text{моль},\quad n(\mathrm{C})=0{,}28\ \text{моль}$$
2

Количество вещества хлороводорода равно количеству вещества атомов хлора:

$$n(\mathrm{HCl})=\dfrac{1{,}46\ \text{г}}{36{,}5\ \text{г/моль}}=0{,}04\ \text{моль},\quad n(\mathrm{Cl})=0{,}04\ \text{моль}$$
3

Определим количество атомов азота:

$$n(\mathrm{N_2})=\dfrac{0{,}448\ \text{л}}{22{,}4\ \text{л/моль}}=0{,}02\ \text{моль},\quad n(\mathrm{N})=2\cdot0{,}02=0{,}04\ \text{моль}$$
4

Общее количество атомов водорода в исходном веществе определим с учётом водорода, перешедшего в хлороводород:

$$n(\mathrm{H_2O})=\dfrac{3{,}24\ \text{г}}{18\ \text{г/моль}}=0{,}18\ \text{моль},\quad n(\mathrm{H})=2\cdot0{,}18-0{,}04=0{,}32\ \text{моль}$$
5

Разделим найденные количества вещества атомов на наименьшее значение $0{,}04\ \text{моль}:

$$\mathrm{C:H:Cl:N}=\dfrac{0{,}28}{0{,}04}:\dfrac{0{,}32}{0{,}04}:\dfrac{0{,}04}{0{,}04}:\dfrac{0{,}04}{0{,}04}=7:8:1:1$$
6

Следовательно, молекулярная формула вещества $A$ — $\mathrm{C_7H_8ClN}$. С учётом образования вещества действием хлорметана на хлоранилин можно записать, например, образование $N$-метил-4-хлоранилина:

Уравнение реакции получения вещества $A$:

$$\mathrm{p\text{-}ClC_6H_4NH_2+CH_3Cl\rightarrow p\text{-}ClC_6H_4NHCH_3+HCl}$$
Ответ

Молекулярная формула вещества $A$: $\mathrm{C_7H_8ClN}$; структурная формула: $\mathrm{p\text{-}ClC_6H_4NHCH_3}$; реакция: $\mathrm{p\text{-}ClC_6H_4NH_2+CH_3Cl\rightarrow p\text{-}ClC_6H_4NHCH_3+HCl}$.

Этот ответ получен в разборе, но не сверен с официальным ключом из банка — проверьте выкладки, прежде чем заучивать результат.

Где здесь ошибаются

При определении водорода не учитывают водород, содержащийся в образовавшемся хлороводороде.

Для азота забывают, что молекула азота содержит два атома азота.

Записывают эмпирическую формулу без проверки соответствия реакции алкилирования.

Не указывают структурные формулы органических веществ в уравнении реакции.

Закрепить приёмВ теме «Углеводороды» ещё 142 задачи — с ответом и таким же разбором.
Тренироваться

Как решать задание 33 ЕГЭ, химия

Разбор этой задачи разложен на 7 шагов: видно, откуда берётся каждое число и где теряется балл. Ответ приведён рядом с выкладками, а не вместо них.

Задача из темы «Углеводороды»: в ней 143 задачи, и у каждой есть такой же разбор. Регистрация не нужна.