Помогите, пожалуйста, решить задачи. 1. Смесь двух изомеров, один из которых представляет собой гомолог анилина, другой - пиридина, содержит 13.1 масс.% азота. Некоторое количество этой смеси может прореагировать с 0.95 л HСl (...
Помогите, пожалуйста, решить задачи.
1. Смесь двух изомеров, один из которых представляет собой гомолог анилина, другой - пиридина, содержит 13.1 масс.% азота. Некоторое количество этой смеси может прореагировать с 0.95 л HСl (16.5 0С, 1 атм) или с 320 г 2%-ой бромной воды.
а) Установите возможные структурные формулы данных изомеров.
б) Определите массовые доли компонентов в смеси.
2. Содержание углерода в смеси пентана с неизвестным углеводородом составляет 85 масс.%. Объем кислорода, необходимый для полного сжигания данной смеси, в 6.5 раз превышает объем смеси. Напишите структурные формулы всех возможных углеводородов, удовлетворяющих данным условиям.
Ответ(ы) на вопрос:
Гость
1. Общая ф-ла гомологов анилина C6H5-NH2 - CnH2n-7NH2, гомологов пиридина C5H5N - CmH2m-5N;
с HCl прор-т и гомолог C6H5-NH2 и гомолог пиридина, а с бромной водой - только гомолог анилина:
а) CnH2n-7NH2 (М = 14*n+9 г/моль) + HCl (М = 36.5 г/моль) =
[CnH2n-7NH3+]Cl-;
б) CmH2m-5N (М = 14*m+9 г/моль) + HCl = [CmH2m-5NH]+Cl-;
в) CnH2n-7NH2 + xBr2 (М = 160 г/моль) = CnH2n-7-xBrxNH2 + xHBr;
n HCl = 101.3*0.95/(8.314*(273+16.5)) = 0.04 моль;
n Br2 = (320*0.02)/160 = 0.04 моль;
пусть в смеси х моль CnH2n-7NH2, в р-ию а) с кот-м вст-о х моль HCl, и y моль CmH2m-5N, в р-ию б) с кот-м вст-о соотв-о y моль HCl, т.о. пол-м 1 равенство x+y = 0.04;
возм-ь обр-я 1-замещенного бромпроизводного в р-ии в) искл-я, т.к. в этом случае n CnH2n-7NH2 = n Br2 = 0.04 моль, а y = 0 моль;
т.о. x предп-о равен 0.04/2 = 0.02 моль (в р-ии в) обр-я дибромпроизводное) и y = 0.02 моль;
тогда по условию пол-м 2 равенство ((14*n+9)*0.02+(14*m+9)*0.02)*0.131 = 14*0.02*2, откуда n+m = 14 (вар-т А)),
либо в р-ии в) обр-я трибромпроизводное, т.е. x = 0.04/3 = 0.0133 моль, а y = 0.0267, тогда пол-м 2 равенство вида
((14*n+9)*0.0133+(14*m+9)*0.0267)*0.131 = 14*0.0133+14*0.0267, откуда n+2*m = 21 (вар-т Б));
для вар-а А) с учетом продукта р-ии и условия решением явл-я n = 8 и
m = 6, соотв-но возм-я струк-я ф-ла гомолога анилина C6H3(CH3)2NH2 (изомерные 2,5-диметиланилин и 3,4-диметиланилин), гомолога пиридина - C5H4(CH3)N (3-метилпиридин);
для вар-а Б) решением м.б. n = 7 (гомолог анилина C6H4(CH3)-NH2 - 3-метиланилин) и m = 7 (гомолог пиридина 3-этилпиридин - C5H4(C2H5)N) либо n = 9 (гомологи анилина - изомерные C6H4(CH2-CH2-CH3)-NH2 (3-пропиланилин), 3-метил-5-этиланилин и 5-метил-3-этиланилин
C6H3(CH3)(C2H5)-NH2) и m = 6 (C5H4(CH3)N (3-метилпиридин));
2. смесь C5H12 и неизв-о у.в. можно предс-ь как некий "усредненный" у.в. с общей ф-ой CxHy;
по условию пол-м равенство 12*x/(12*x+y) = 0.85, откуда 1.8*x = 0.85*y (1);
ур-е сгор-я у.в. в общем виде: CxHy + (x+0.25*y)O2 = xCO2 + 0.5*yH2O, т.о. по условию x+0.25*y = 6.5, откуда x = 6.5-0.25*y (2);
подставив (2) в (1), находим, что y = 9, а x = 4.25 (C4.25H9 или CH2.12);
такое мольное соотн-е C и H нехарак-о для смеси алканов, поэтому возм-о, что 2 у.в. в смеси явл-я алкеном/циклоалканом с общей ф-ой CnH2n, для кот-х мольное соотн-е C и H близко к расчетному;
для алканов ур-е сгор-я в общем виде: CnH2n+2 + (1.5*n+0.5)O2 = nCO2 + (n+1)H2O, для алкенов/циклоалканов: CnH2n + 1.5*nO2 = nCO2 + nH2O;
для сгор-я 1 моль C5H12 треб-я 1.5*5+0.5 = 8 моль O2, для сгор-я 1 моль C5H10 - соотв-о 1.5*5 = 7.5 моль O2, т.е. для сгор-я смеси C5H12 и C5H10 потр-ь бы от 7.5 до 8 моль O2, что не соотв-т условию;
ближайшее целое меньшее 6.5 - 6, такое кол-во O2 затр-я на сгор-е 1 моль C4H8 (1.5*n = 6, n = 4);
пусть в смеси х моль C5H12 массой 72*x г и y моль C4H8 массой 56*y г, тогда (72*x+56*y)*0.85 = 60*x+48*y, откуда 3*x = y (x = 1 моль, y = 3 моль);
на сгор-е 1 моль C5H12 затр-я 8 моль O2, на сгор-е 3 моль C4H8 - соотв-о 3*6 = 18 моль O2, тогда на сгор-е смеси 1+3 = 4 моль затр-я 8+18 = 26 моль O2, что в 26/4 = 6.5 раз больше кол-ва (или V) смеси (соотв-т условию);
общей ф-ле C4H8 соотв-т 2 изомерных циклоалкана (циклобутан [-CH2-]4 и метилциклопропан H3C-[CH(CH2)2]) и изомерные алкены - бутен-1 H2C=CH-CH2-CH3, цис- и транс-бутен-2 H3C-CH=CH-CH3 и H-C(CH3)=C(H)-CH3, 2-метилпропен H2C=C(CH3)-CH3.
Не нашли ответ?
Похожие вопросы