Question

При сгорании 9 г органического вещества, не содержащего кислорода, получили углекислый газ, 12,6 г воды и 2,24 л азота (н.у.). Известно, что это вещество может быть получено восстановлением соответствующего нитросоединения водородом в присутствии катализатора.

**На основании данных условия:**
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 восстановлением соответствующего нитросоединения водородом в присутствии катализатора.

Accepted Answer

Answer

Идея решения: по продуктам сгорания найти количества углерода, водорода и азота, определить простейшую формулу, а затем, используя информацию о восстановлении нитросоединения, установить структуру первичного амина.

**Шаг 1. Вычисление количеств элементов из продуктов сгорания.**

Из воды:
$$n(\ce{H2O}) = \frac{12{,}6}{18} = 0{,}7 	ext{ моль}$$

$$n(\ce{H}) = 2 \cdot 0{,}7 = 1{,}4 	ext{ моль}$$

$$m(\ce{H}) = 1{,}4 \cdot 1 = 1{,}4 	ext{ г}$$

Из азота:
$$n(\ce{N2}) = \frac{2{,}24}{22{,}4} = 0{,}1 	ext{ моль}$$

$$n(\ce{N}) = 2 \cdot 0{,}1 = 0{,}2 	ext{ моль}$$

$$m(\ce{N}) = 0{,}2 \cdot 14 = 2{,}8 	ext{ г}$$

Масса углерода:
$$m(\ce{C}) = 9 - 1{,}4 - 2{,}8 = 4{,}8 	ext{ г}$$

$$n(\ce{C}) = \frac{4{,}8}{12} = 0{,}4 	ext{ моль}$$

**Шаг 2. Определение простейшей формулы.**

Соотношение молей элементов:
$$n(\ce{C}) : n(\ce{H}) : n(\ce{N}) = 0{,}4 : 1{,}4 : 0{,}2$$

Разделим на наименьшее (0,2):
$$2 : 7 : 1$$

Простейшая формула: $\ce{C2H7N}$

**Шаг 3. Определение молекулярной формулы.**

Молярная масса простейшей формулы:
$$M = 2 \cdot 12 + 7 \cdot 1 + 1 \cdot 14 = 45 	ext{ г/моль}$$

Так как вещество получается восстановлением нитросоединения, оно является первичным амином. Для этилового амина молекулярная формула совпадает с простейшей:

$$	ext{Молекулярная формула: } \ce{C2H7N}$$

**Шаг 4. Структурная формула.**

Первичный амин с формулой $\ce{C2H7N}$ — это этиламин:

$$\ce{CH3-CH2-NH2}$$

**Шаг 5. Уравнение реакции восстановления нитросоединения.**

$$\ce{CH3-CH2-NO2 + 3H2 ->[кат., t°] CH3-CH2-NH2 + 2H2O}$$

![Рисунок](https://afb4a530-22b8-416e-b47b-cdbbbe63bf2f.selstorage.ru/files/F84t8qHIzpLpXkjRvCyzbRJyde8d1DASJ5NonqZO.png)

![Рисунок](https://afb4a530-22b8-416e-b47b-cdbbbe63bf2f.selstorage.ru/files/xWLTQGFTymfWsMbMLjdMSGpq370ezL1FAoTrSAN1.png)

Задание №33Расчётные задачиЕГЭ по химии