Question

При сгорании некоторого амина получили 40,32 л (н.у.) углекислого газа, 48,6 г воды и 6,72 л (н.у.) азота. Известно, что в молекуле этого амина отсутствуют атомы водорода, связанные с атомами азота. На основании данных условия:

1) проведите необходимые вычисления (указывайте единицы измерения) 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 избытка данного амина с серной кислотой.

---

Accepted Answer

Answer

Идея решения: по объёмам газов и массе воды при сгорании найти количества атомов углерода, водорода и азота, определить простейшую формулу, а затем структуру третичного амина.

**Шаг 1. Вычисление количеств веществ продуктов сгорания**

$$n(\ce{CO2}) = \frac{V(\ce{CO2})}{V_m} = \frac{40{,}32}{22{,}4} = 1{,}8 	ext{ моль}$$

$$n(\ce{H2O}) = \frac{m(\ce{H2O})}{M(\ce{H2O})} = \frac{48{,}6}{18} = 2{,}7 	ext{ моль}$$

$$n(\ce{N2}) = \frac{V(\ce{N2})}{V_m} = \frac{6{,}72}{22{,}4} = 0{,}3 	ext{ моль}$$

**Шаг 2. Определение количеств атомов в исходном веществе**

$$n(\ce{C}) = n(\ce{CO2}) = 1{,}8 	ext{ моль}$$

$$n(\ce{H}) = 2 \cdot n(\ce{H2O}) = 2 \cdot 2{,}7 = 5{,}4 	ext{ моль}$$

$$n(\ce{N}) = 2 \cdot n(\ce{N2}) = 2 \cdot 0{,}3 = 0{,}6 	ext{ моль}$$

**Шаг 3. Нахождение простейшей формулы**

Соотношение молей элементов:

$$n(\ce{C}) : n(\ce{H}) : n(\ce{N}) = 1{,}8 : 5{,}4 : 0{,}6$$

Разделим на наименьшее значение (0,6):

$$1{,}8 : 5{,}4 : 0{,}6 = 3 : 9 : 1$$

Простейшая формула: $\ce{C3H9N}$

**Шаг 4. Определение молекулярной формулы**

Молярная масса простейшей формулы:
$$M = 3 \cdot 12 + 9 \cdot 1 + 1 \cdot 14 = 36 + 9 + 14 = 59 	ext{ г/моль}$$

Поскольку в условии не указана молярная масса, а простейшая формула уже даёт целое число атомов, молекулярная формула совпадает с простейшей:

$$	ext{Молекулярная формула: } \ce{C3H9N}$$

**Шаг 5. Определение структурной формулы**

По условию в молекуле отсутствуют атомы водорода, связанные с азотом. Это означает, что все три валентности азота заняты углеводородными радикалами — вещество является третичным амином. Единственная возможная структура для $\ce{C3H9N}$ — триметиламин:

$$\ce{(CH3)3N}$$

или в развёрнутом виде:

$$\ce{CH3-N(-CH3)-CH3}$$

**Шаг 6. Уравнение реакции с серной кислотой**

При взаимодействии избытка триметиламина с серной кислотой образуется соль:

$$\ce{2(CH3)3N + H2SO4 -> [(CH3)3NH]2SO4}$$

или в ионной форме:

$$\ce{2(CH3)3N + 2H+ -> 2(CH3)3NH+}$$

---

![Рисунок](https://afb4a530-22b8-416e-b47b-cdbbbe63bf2f.selstorage.ru/files/62yoEm83bJE1GSJ307F0HPxUvkXJV0a49entSune.png)

![Рисунок](https://afb4a530-22b8-416e-b47b-cdbbbe63bf2f.selstorage.ru/files/9kn4D95Gvlj3uTIh0EaHQplas93KUHoTl2uBRQGV.png)

Задание №33Расчётные задачиЕГЭ по химии