При сгорании 4,38 г органического вещества Б образовалось 5,28 г углекислого газа, 2,52 г воды, 0,896 л (при н.у.) хлороводорода и 0,448 л (при н.у.) азота. Известно, что вещество Б образуется при взаимодействии вещества А природного происхождения с

24 октября 2025
Химия

Условие:

При сгорании 4,38 г органического вещества Б образовалось 5,28 г углекислого газа, 2,52 г
воды, 0,896 л (при н.у.) хлороводорода и 0,448 л (при н.у.) азота. Известно, что вещество Б
образуется при взаимодействии вещества А природного происхождения с соляной кислотой.
Также известно, что вещество А имеет неразветвлённый углеродный скелет, содержит три
функциональные группы, при этом азотсодержащие группы максимально удалены друг от
друга. Вещество А способно реагировать как с соляной кислотой, так и с гидроксидом калия.

На основании данных условия задачи:

1) Проведите необходимые вычисления (указывайте единицы измерения искомых
физических величин) и установите молекулярную формулу вещества А;

2) Составьте структурную формулу вещества А, которая однозначно отражает порядок связи
атомов в его молекуле;

3) Напишите уравнение получения вещества Б при взаимодействии вещества А с раствором
соляной кислоты.

Решение:

Для решения задачи, давайте начнем с анализа данных и необходимых вычислений.

Шаг 1: Определение состава вещества Б

1. Определим количество углерода (C) и водорода (H) в веществе Б.

- Углекислый газ ...: 5,28 г - Молярная масса CO₂ = 12 (C) + 2*16 (O) = 44 г/моль - Количество моль CO₂ = 5,28 г / 44 г/моль = 0,12 моль - Количество углерода (C) = 0,12 моль (так как 1 моль CO₂ содержит 1 моль C) - : 2,52 г - Молярная масса H₂O = 2*1 (H) + 16 (O) = 18 г/моль - Количество моль H₂O = 2,52 г / 18 г/моль = 0,14 моль - Количество водорода (H) = 0,14 моль * 2 = 0,28 моль (так как 1 моль H₂O содержит 2 моль H) 2. - : 0,896 л (при н.у.) - 1 моль газа занимает 22,4 л при н.у. - Количество моль HCl = 0,896 л / 22,4 л/моль = 0,04 моль - Количество хлора (Cl) = 0,04 моль (так как 1 моль HCl содержит 1 моль Cl) - : 0,448 л (при н.у.) - Количество моль N₂ = 0,448 л / 22,4 л/моль = 0,02 моль - Количество азота (N) = 0,02 моль * 2 = 0,04 моль (так как 1 моль N₂ содержит 2 моль N) 3. - Масса углерода (C) = 0,12 моль * 12 г/моль = 1,44 г - Масса водорода (H) = 0,28 моль * 1 г/моль = 0,28 г - Масса хлора (Cl) = 0,04 моль * 35,5 г/моль = 1,42 г - Масса азота (N) = 0,04 моль * 14 г/моль = 0,56 г 4. - Общая масса = 1,44 г (C) + 0,28 г (H) + 1,42 г (Cl) + 0,56 г (N) = 3,70 г 5. - Масса кислорода (O) = 4,38 г - 3,70 г = 0,68 г - Количество моль O = 0,68 г / 16 г/моль = 0,0425 моль Соберем все данные о количестве атомов: - C: 1,44 г / 12 г/моль = 0,12 моль - H: 0,28 г / 1 г/моль = 0,28 моль - Cl: 1,42 г / 35,5 г/моль = 0,04 моль - N: 0,56 г / 14 г/моль = 0,04 моль - O: 0,68 г / 16 г/моль = 0,0425 моль Теперь найдем наименьшие целые числа для этих количеств: - C: 0,12 / 0,0425 = 2.82 ≈ 3 - H: 0,28 / 0,0425 = 6.59 ≈ 7 - Cl: 0,04 / 0,0425 = 0.94 ≈ 1 - N: 0,04 / 0,0425 = 0.94 ≈ 1 - O: 0,0425 / 0,0425 = 1 Таким образом, молекулярная формула вещества А: C₃H₇ClN₁O₁. С учетом того, что вещество А имеет неразветвленный углеродный скелет и три функциональные группы, можно предположить, что это может быть аминокислота или производное аминокислоты. Например, это может быть 2-хлораминопропановая кислота. Структурная формула может выглядеть следующим образом: Вещество Б образуется при взаимодействии вещества А с соляной кислотой. Уравнение реакции может быть записано следующим образом: C7ClNO + HCl → C7Cl + H2 Таким образом, мы пришли к выводу о молекулярной формуле вещества А, его структурной формуле и уравнению реакции.