Question

При взаимодействии двух солей, одна из которых содержит органический катион, получено вещество А и бромид серебра. При сгорании 3,12 г вещества А образуется 5,28 г углекислого газа, 1,44 г воды и 448 мл азота (н.у.). Напишите уравнение реакции получения вещества А при взаимодействии исходных солей. На основании данных условия задания: 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.

Accepted Answer

Answer

Идея решения: по продуктам сгорания найти количество атомов каждого элемента, определить молекулярную формулу, а затем на основе условия реакции (образование бромида серебра) установить структуру как нитрата анилина.

**Вычисление количеств элементов из продуктов сгорания:**

$$n(\ce{CO2}) = \frac{5{,}28}{44} = 0{,}12 	ext{ моль}$$

$$n(\ce{H2O}) = \frac{1{,}44}{18} = 0{,}08 	ext{ моль}$$

$$n(\ce{N2}) = \frac{0{,}448}{22{,}4} = 0{,}02 	ext{ моль}$$

Количество атомов углерода, водорода и азота:

$$n(\ce{C}) = n(\ce{CO2}) = 0{,}12 	ext{ моль}$$

$$n(\ce{H}) = 2n(\ce{H2O}) = 2 \cdot 0{,}08 = 0{,}16 	ext{ моль}$$

$$n(\ce{N}) = 2n(\ce{N2}) = 2 \cdot 0{,}02 = 0{,}04 	ext{ моль}$$

**Вычисление массы каждого элемента:**

$$m(\ce{C}) = 0{,}12 \cdot 12 = 1{,}44 	ext{ г}$$

$$m(\ce{H}) = 0{,}16 \cdot 1 = 0{,}16 	ext{ г}$$

$$m(\ce{N}) = 0{,}04 \cdot 14 = 0{,}56 	ext{ г}$$

$$m(\ce{O}) = 3{,}12 - 1{,}44 - 0{,}16 - 0{,}56 = 0{,}96 	ext{ г}$$

$$n(\ce{O}) = \frac{0{,}96}{16} = 0{,}06 	ext{ моль}$$

**Определение простейшей формулы:**

Соотношение молей элементов:

$$n(\ce{C}) : n(\ce{H}) : n(\ce{O}) : n(\ce{N}) = 0{,}12 : 0{,}16 : 0{,}06 : 0{,}04$$

Разделим на наименьшее (0,04):

$$3 : 4 : 1{,}5 : 1$$

Умножим на 2:

$$6 : 8 : 3 : 2$$

Простейшая формула: $\ce{C6H8O3N2}$

**Определение молекулярной формулы:**

Молярная масса простейшей формулы: $M = 6 \cdot 12 + 8 \cdot 1 + 3 \cdot 16 + 2 \cdot 14 = 72 + 8 + 48 + 28 = 156$ г/моль.

Так как масса вещества А составляет 3,12 г, а это соответствует одной молекуле в расчёте, молекулярная формула совпадает с простейшей: $\ce{C6H8O3N2}$.

**Определение структуры:**

Соотношение углерода к водороду близко к 1:1, что указывает на наличие бензольного кольца. По условию вещество А образуется при взаимодействии двух солей, одна из которых содержит органический катион, и выделяется бромид серебра. Это свидетельствует о реакции ионного обмена между солью анилиния (с бромидом) и нитратом серебра. Вещество А — нитрат анилина $\ce{C6H5NH3NO3}$.

**Структурная формула вещества А:**

$$\ce{[C6H5NH3]NO3}$$

или в развёрнутом виде: бензольное кольцо с присоединённой группой $\ce{NH3^+}$ и противион $\ce{NO3^-}$.

**Уравнение реакции получения вещества А:**

$$\ce{[C6H5NH3]Br + AgNO3 -> [C6H5NH3]NO3 + AgBr v}$$

![Рисунок](https://afb4a530-22b8-416e-b47b-cdbbbe63bf2f.selstorage.ru/files/lkYVqvgcNdDru6gz9JYQiHzC84wEg4aM0WqaIZOv.png)

![Рисунок](https://afb4a530-22b8-416e-b47b-cdbbbe63bf2f.selstorage.ru/files/2vzaTWBfraduhMO6n3qk6WUHoYbXYb7QbedwkGgh.png)

Задание №33Расчётные задачиЕГЭ по химии