Question

Вещество А содержит 47,52% углерода, 6,93% азота, 39,60% брома по массе и водород. Вещество А образуется при действии бромэтана на азотсодержащее вещество Б. Напишите уравнение реакции получения вещества А из вещества Б и бромэтана. 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.

Accepted Answer

Answer

Идея решения: по массовым долям элементов найти простейшую формулу, затем, учитывая условие образования из ароматического амина и бромэтана, определить молекулярную формулу и структуру.

**Шаг 1. Определение массовой доли водорода**

$$\omega_{\ce{H}} = 100 - 47{,}52 - 39{,}60 - 6{,}93 = 5{,}95\%$$

**Шаг 2. Расчёт масс элементов в 100 г вещества**

$$m_{\ce{C}} = 100 \cdot 0{,}4752 = 47{,}52 	ext{ г}$$

$$m_{\ce{H}} = 100 \cdot 0{,}0595 = 5{,}95 	ext{ г}$$

$$m_{\ce{Br}} = 100 \cdot 0{,}396 = 39{,}6 	ext{ г}$$

$$m_{\ce{N}} = 100 \cdot 0{,}0693 = 6{,}93 	ext{ г}$$

**Шаг 3. Вычисление количеств вещества**

$$n_{\ce{C}} = \frac{47{,}52}{12} = 3{,}96 	ext{ моль}$$

$$n_{\ce{H}} = \frac{5{,}95}{1} = 5{,}95 	ext{ моль}$$

$$n_{\ce{Br}} = \frac{39{,}6}{80} = 0{,}495 	ext{ моль}$$

$$n_{\ce{N}} = \frac{6{,}93}{14} = 0{,}495 	ext{ моль}$$

**Шаг 4. Нахождение простейшей формулы**

Разделим все значения на наименьшее (0,495):

$$n_{\ce{C}} : n_{\ce{H}} : n_{\ce{Br}} : n_{\ce{N}} = 3{,}96 : 5{,}95 : 0{,}495 : 0{,}495 = 8 : 12 : 1 : 1$$

Простейшая формула: $\ce{C8H12BrN}$

**Шаг 5. Определение молекулярной формулы**

Молярная масса простейшей формулы:
$$M = 8 \cdot 12 + 12 \cdot 1 + 80 + 14 = 96 + 12 + 80 + 14 = 202 	ext{ г/моль}$$

Соотношение $\ce{C} : \ce{H} \approx 1 : 1{,}5$ указывает на наличие бензольного кольца. По условию вещество А образуется из ароматического амина Б и бромэтана, что соответствует реакции алкилирования. Молекулярная формула совпадает с простейшей: $\ce{C8H12BrN}$

**Шаг 6. Структурная формула**

Вещество Б — фениламин ($\ce{C6H5NH2}$). При взаимодействии с бромэтаном происходит алкилирование аминогруппы:

$$\ce{C6H5NH2 + CH3CH2Br -> C6H5NH2^+CH2CH3Br^-}$$

Структурная формула вещества А:

$$\ce{C6H5-NH2^+-CH2-CH3 Br^-}$$

или в виде структурной схемы: бензольное кольцо с заместителем $\ce{-NH2^+-CH2-CH3}$ и противионом $\ce{Br^-}$.

**Шаг 7. Уравнение реакции**

$$\ce{C6H5NH2 + CH3CH2Br -> [C6H5NH2^+-CH2CH3]Br^-}$$

![Рисунок](https://afb4a530-22b8-416e-b47b-cdbbbe63bf2f.selstorage.ru/files/vRRIeiuAOU5wmmV3BGoTmhI6ANqNSjgWJ83ktGxl.png)

![Рисунок](https://afb4a530-22b8-416e-b47b-cdbbbe63bf2f.selstorage.ru/files/S2v5fmYptn0defErN7LxTrju7nWoMjIsQn1LiLNj.png)

Задание №33Расчётные задачиЕГЭ по химии