При сгорании 2,03 г органического вещества А образуется 1,904 л (н. у.) углекислого газа, 0,9 г воды, 0,112 л (н. у.) азота и 0,69 г карбоната калия. Известно, что в веществе А азотсодержащая функциональная группа находится в α-положении по отношению к кислородсодержащей, а в ароматическом ядре замещён только один атом водорода.
На основании данных условия задачи:
- проведите необходимые вычисления и установите молекулярную формулу вещества А;
- составьте структурную формулу вещества А, которая однозначно отражает порядок связи атомов в его молекуле;
- напишите уравнение реакции вещества А с избытком соляной кислоты (используйте структурные формулы органических веществ).
Решение
Общая формула вещества А — $\ce{C_{x}H_{y}N_{z}O_{p}K_{k}}$
$n(\ce{CO2})$ = 1,904 / 22,4 = 0,085 моль
$n(\ce{H2O})$ = 0,9 / 18 = 0,05 моль
$n(\ce{K2CO3})$ = 0,69 / 138 = 0,005 моль
$n(\ce{N2})$ = 0,112 / 22,4 = 0,005 моль
$n(\ce{C}) = n(\ce{CO2}) + n(\ce{K2CO3})$ = 0,085 + 0,005 = 0,09 моль
$m(\ce{C})$ = 1,08 г
$n(\ce{H}) = 2n(\ce{H2O})$ = 0,1 моль
$m(\ce{H})$ = 0,1 г
$n(\ce{N}) = 2n(\ce{N2})$ = 0,01 моль
$m(\ce{N})$ = 0,14 г
$n(\ce{K}) = 2n(\ce{K2CO3})$ = 0,01 моль
$m(\ce{K})$ = 0,39 г
$m(\ce{O})$ = 2,03 − 1,08 − 0,1 − 0,14 − 0,39 = 0,32 г
$n(\ce{O})$ = 0,32 / 16 = 0,02 моль
x : y : z : p : k = 0,09 : 0,1 : 0,01 : 0,02 : 0,01 = 9 : 10 : 1 : 2 : 1
Молекулярная формула вещества А — $\ce{C9H10NO2K}$
Структурная формула вещества А:
Уравнение реакции:
