При сгорании 11,04 г органического вещества А образуется 5,376 л (н. у.) углекислого газа, 5,04 г воды, 0,896 л (н. у.) азота и 1,792 л (н. у.) бромоводорода. Известно, что вещество А имеет в своём составе только вторичные атомы углерода, а его функциональные группы расположены в 1,4-положении по отношению друг к другу. Вещество А может быть получено при взаимодействии вещества Б с избытком бромоводорода.
На основании данных условия задачи:
1) проведите необходимые вычисления и установите молекулярную формулу вещества А;
2) составьте структурную формулу вещества А, которая однозначно отражает порядок связи атомов в его формульной единице;
3) напишите уравнение реакции получения вещества А из вещества Б при взаимодействии с избытком бромоводорода (используйте структурные формулы органических веществ).
Решение
Вариант ответа:
Проведены необходимые вычисления, и найдена молекулярная формула вещества А:
$\ce{n(CO2)}$ = 5,376 / 22,4 = 0,24 моль; $\ce{n(C)}$ = 0,24 моль
$\ce{n(H2O)}$ = 5,04 / 18 = 0,28 моль; $\ce{n(H)}$ = 0,28 · 2 = 0,56 моль
$\ce{n(HBr)}$ = 1,792 / 22,4 = 0,08 моль; $\ce{n(Br)}$ = $\ce{n(H)}$ = 0,08 моль
$\ce{n(H)}$ = 0,56 + 0,08 = 0,64 моль
$\ce{n(N2)}$ = 0,896 / 22,4 = 0,04 моль; $\ce{n(N)}$ = 0,04 · 2 = 0,08 моль
$\ce{m(C + H + Br + N)}$ = 0,24 · 12 + 0,64 · 1 + 0,08 · 80 + 0,08 · 14 = 11,04 г
Вещество А не содержит кислород.
$\ce{n(C)}$ : $\ce{n(H)}$ : $\ce{n(Br)}$ : $\ce{n(N)}$ = 0,24 : 0,64 : 0,08 : 0,08 = 3 : 8 : 1 : 1 = 6 : 16 : 2 : 2
Молекулярная формула вещества А — $\ce{C6H16Br2N2}$
Приведена структурная формула вещества А:
Составлено уравнение реакции получения вещества А реакцией вещества Б с избытком бромоводорода:
