При сгорании 40,95 г органического вещества получили 39,2 л углекислого газа (н. у.), 3,92 л азота (н. у.) и 34,65 г воды. При нагревании с соляной кислотой данное вещество подвергается гидролизу, продуктами которого являются соединение состава $\ce{C2H6NO2Cl}$ и вторичный спирт.
На основании данных условия задачи:
1) проведите необходимые вычисления и установите молекулярную формулу органического вещества;
2) составьте структурную формулу органического вещества, которая однозначно отражает порядок связи атомов в его молекуле;
3) напишите уравнение реакции гидролиза исходного вещества в присутствии соляной кислоты (используйте структурные формулы органических веществ).
Решение
Найдено количество вещества продуктов сгорания:
$n(\ce{CO2})$ = 39,2 / 22,4 = 1,75 моль; $n(\ce{C})$ = 1,75 моль
$n(\ce{H2O})$ = 34,65 / 18 = 1,925 моль; $n(\ce{H})$ = 1,925 · 2 = 3,85 моль
$n(\ce{N2})$ = 3,92 / 22,4 = 0,175 моль; $n(\ce{N})$ = 0,175 · 2 = 0,35 моль
Установлены масса и количество вещества атомов кислорода, и определена молекулярная формула вещества:
$m(\ce{C}+\ce{H}+\ce{N})$ = 1,75 · 12 + 3,85 · 1 + 0,35 · 14 = 29,75 г
$m(\ce{O})$ = 40,95 − 29,75 = 11,2 г
$n(\ce{O})$ = 11,2 / 16 = 0,7 моль
$n(\ce{C}) : n(\ce{H}) : n(\ce{N}) : n(\ce{O})$ = 1,75 : 3,85 : 0,35 : 0,7 = 5 : 11 : 1 : 2
Молекулярная формула вещества — $\ce{C5H11NO2}$
Составлена структурная формула вещества:
Написано уравнение реакции гидролиза вещества:
