Сегодня у нас урок химии 95 — Упражнения и задачи по получению и свойствам азотсодержащих органических веществ с примерами решений. Как изучить? Полезные советы и рекомендации — повторите предыдущие уроки химии. В качестве примеров, даны решения к первым пяти заданиям, остальные надо сделать самостоятельно. При обнаружении неточностей, или если появятся неясные моменты, просьба написать в комментариях. Отвечу на все вопросы.

1. 16,5г смеси амина и 2-аминокислоты (молярное соотношение 2:1) реагируют с 50г 21,9% раствора соляной кислоты. Определить качественный и количественный состав смеси, если известно, что оба соединения содержат одинаковое число атомов углерода.

Решение

Найдем массу хлороводорода и его количество в молях: m(HCl) = 50⃰ 21,9/100 = 10.95г; n(HCl) = 10.95/36.5 = 0.3 моль, где 36,5 – масса одного моля HCl.

Амин и аминокислота могут иметь формулы: C_nH_2n+1NH₂ (первичный амин), C_nH_2n+2NH (вторичный амин), C_nH _2n-1O₂NH₂ (аминокислота).

Амины и аминокислоты могут взаимодействовать с хлороводородной кислотой по реакциям:

C_nH_2n+1NH₂ + HCl → C_nH_2n+1NH₂∙HCl

C_nH_2n+2NH + HCl → C_nH_2n+2NH∙HCl

C_nH_2n-1O₂NH₂ + HCl → C_nH_2n-1O₂NH₂∙HCl

Раз по условию задачи на каждые 2 моля амина в смеси приходится 1 моль аминокислоты, а сними реагирую 0,3 моля хлороводорода, то очевидно, что 0,2 моля кислоты взаимодействуют с 0,2 молями амина, а 0,1 моль хлороводорода – с 0,1 моль аминокислоты. Масса 0,3-х молей смеси из условия задачи равна 16,5г, масса 3-х молей будет 16,5⃰ 10 = 165.

Оттуда можем составить уравнение:

2(12n + 2n + 1 +16) + 12n + 2n -1 +32 +16 = 165

42n = 84; n = 2.

Ответ: H₂NCH₂COOH и CH₃CH₂NH_2, (CH₃)₂NH.

2. Определить молекулярную массу и строение сложного эфира аминокислоты, если он содержит 15,73% азота.

Решение

Учитывая, что атомная азота равна 14, найдем молекулярную массу сложного эфира аминокислоты: 14⃰100/M = 15,73; М = 14⃰100/15,73 = 89. Общая формула сложного эфира аминокислоты — C_nH_2n-1O₂NH₂. Из этого, можем написать равенство: 12n + 2n -1 + 32 +16 = 89; 14n = 42; n = 3. Это метиловый эфир глицина (аминоуксусной кислоты): H₂NCH₂COOCH₃, молекулярная масса – 89г/моль.

Ответ: метиловый эфир глицина, 89г/моль.

3. В смесь аминоуксусной кислоты и безводного этилового спирта пропустили ток сухого хлороводорода, при этом образовалось 1,395г твердого вещества. Какая масса спирта прореагировала?

Напишем схемы возможных реакций:

H₂NCH₂COOH + HCl → HCl∙H₂NCH₂COOH

HCl∙ H₂NCH₂COOH + C₂H₅OH → HCl∙H₂NCH₂COOC₂H₅ + H₂O

Образовавшееся твердое вещество – этиловый эфир аминоуксусной кислоты, ее грамм-молекулярная масса равна 139,5г/моль.

По условию задачи образовалось 1,395г осадка, что равно 1,395/139,5 = 0,01 моль. Из стехиометрии реакции этерификации следует, что количества молей сложного эфира и этилового спирта равны друг другу. Тогда n(C₂H₅OH) = 0,01 моль, его масса равна 46⃰0,01 = 0,46г., где 46 – грамм-молекулярная масса C₂H₅OHэ

Ответ: 0,46г.

4. Написать уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить следующие превращения:

Н₂О   KMnO₄             Cl₂    изб NH₃

С₂Н₂  →   Х₁   → СН₃СООН    → Х₂       →  Х₃   → N₂

Hg²⁺   H₂SO₄               P

Назвать Х₃.

Решение.

Hg²⁺

С₂Н₂ + Н₂О → СН₃СОН

5СН₃СОН + 2KMnO₄ + 3H₂SO₄  →  5СН₃СООН + 2MnSO₄ + К₂SO₄ +3Н₂О

Р

СН₃СООН   + Cl₂  →  ClСН₂СООН + HCl

ClСН₂СООН + NH₃ (изб)  →  H₂NCH₂COOH + HCl

4H₂NCH₂COOH + 9О₂  →  10Н₂О + 8СО₂ + 2N₂

Ответ: Х₃ – аминоуксусная кислота (H₂NCH₂COOH).                      

5. Написать уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить следующие превращения:

H₂               NH₃       CO₂+H₂O        t°

СН₃СНCl₂  →  СН₃СНО  →  Х₁     → Х₂     →  Х₃    →  Х₂

кат              300, кат

Назвать Х₂.

Решение.

H₂O

СН₃СНCl₂ + 2NaOH → СН₃СНО + 2NaCl + H₂O

Ni

СН₃СНО + H₂  →  СН₃СН₂ОH

Al₂O₃, P

СН₃СН₂ОH + NH₃    →  CH₃CH₂NH₂ +Н₂О

CH₃CH₂NH₂ + CO₂ + H₂O → CH₃CH₂NH₂∙H₂CO₃

t°

CH₃CH₂NH₂∙H₂CO₃ →  CH₃CH₂NH₂ + CO₂ + H₂O

Ответ: Х₂ – этиламин, CH₃CH₂NH_2.

6. При сжигании органического вещества массой 1,78г в избытке кислорода получили 0,28г азота, 1,344л углекислого газа и 1,26г воды. Определить молекулярную формулу вещества, зная, что в навеске массой 1,78г содержится 1,204·10²²молекул.
7. Написать уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить следующие превращения:

Br₂                 NH₃       HNO₂       CuO                KMnO₄

Х₁    → СH₃Br      →  Х₂     →   Х₃   →  H₂CO   →    Х₄

свет                                       t                                      H₂SO₄

Назвать Х₃.

8. Написать уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить следующие превращения:

H₂O        KMnO₄                  H₂SO₄(k)      t°,P    H₃PO₄(k)

CaC₂    →  X₁      →  K₂C₂O₄     →  Х₂   →   HCOOH    →  Х₃

t°

Назвать Х₃.

9. Написать уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить следующие превращения:

Hg²⁺, H⁺    +Ag₂O        +Cl₂         +2NH₃

CaO    →  X      →   C₂H₂      →   Х₁    →   X₂   →  Х_{3   →}    Х₄

H₂O          аммиак

Назвать Х₄.

10. Написать уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить следующие превращения:

С_акт       HNO₃        H₂           HCl            NaOH

СН ≡ СН    →  X₁      →  Х₂      →  Х₃    →  X₄    →  Х₅

H₂SO₄         кат

Назвать Х₅.

11. Написать уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить следующие превращения:

H₂O       С_акт          HNO₃     Fe          Br₂(изб)

CaC₂    → X₁     →  Х₂     → Х₃   →  Х₄    →  Х₅

H₂SO₄     HCl

Назвать Х₅.

12. Написать уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить следующие превращения:

H₂O          С_акт                     +Сl₂      2NH₃       Br₂

CaC₂    → X₁     →  Х₂     → Х₃   → Х₄    →  Х₅

t°                      FeCl₃      t, P

Назвать Х₅.

13. Написать уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить следующие превращения:

NaOH (тв)        HNO₃           H₂             HCl        NaOH

CH₃COONa       →   X₁       →  Х₂     →  Х₃   →  Х₄     →  Х₅

t°                                  кат

Назвать Х₅.

14. Написать уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить следующие превращения:

NaOH      CuO          +Ag₂O       +Cl₂       +2NH₃

СH₃CH₂-CH₂Cl   →  X₁    →  X₂      →   Х₃ →    X₄ →   Х₅

водн             t°          аммиак      hn

Назвать Х₅.

15. Написать уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить следующие превращения:

+Cl₂         NaOH        NH₃        H₂SO₄        NaOH

С₂Н₆  →  X₁  →X₂  →Х₃ →    X₄ →   Х₅

hn            водн          кат

Назвать Х₅.

16. Растворы глицерина, белка и глюкозы можно распознать

а) азотной кислотой;                        в) раствором лакмуса;

б) известковой    водой;                     г) гидроксидом меди(II).

17. При действии концентрированной азотной кислоты на белки появляется … окрашивание

а) фиолетовое                        в) зеленое

б) желтое                               г) синее

18. Растворы уксусной кислоты, глюкозы и этиламина можно распознать:

а) хлороводородом                            в) раствором щелочи

б) этанолом                                        г) раствором лакмуса

19. Для всех белков характерны свойства:

а) растворимость и свертывание                   в) гидролиз и растворимость в солях

б) амфотерность и денатурация                    г) летучесть и горение

20. Аминоуксусная кислота в отличии от уксусной реагирует с

а) этанолом                                             в) щелочью

б) соляной кислотой                             г) карбонатом натрия

21. Нейтральную реакцию на индикатор окажут вещества:

а) CH₃COONa и C₆H₅NH₂              в) C₆H₅OH и NH₂CH₂COOH

б) CH₃NH₂ и C₂H₅OH                    г) C₆H₅NH₂ и NH₂CH₂COOH.

22. Число дипептидов, которые можно получить из двух различных аминокислот равно:

а) 4         б) 3            в) 6           г) 2

23. Основные свойства веществ увеличиваются в ряду

а) C₆H₅NH₂   NH₃     C₂H₅NH₂

б) NH₃   NH₂ – CH₂COOH   C₂H₅OH

в) CH₃NH₂   CH₃ – NH – CH₃   NH₂ – CH₂COOH

г) NH₃   C₂H₅NH₂   C₆H₅NH₂

24. Написать уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить следующие превращения. Указать Х.

NaOH

C₂H₅COONa → C₂H₆ → C₂H₅NO₂ → C₂H₅NH₂ → [C₂H₅NH₃]Cl → X

25. Написать уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить следующие превращения. Указать Х.

CH₃OH

C₂H₂ → CH₃ – CHO → CH₃COOH → CH₂ClCOOH → NH₂CH₂COOH → X

Ответы

1- H₂NCH₂COOH и CH₃CH₂NH_2, (CH₃)₂NH. 2-  метиловый эфир глицина, 89г/моль. 3-  0,46г. 4-  аминоуксусная кислота. 5- этиламин. 6- C₃H₇NO_2.  7- CH₃OH. 8- HCOOH. 9- глицин. 10- бензоат натрия. 11- 2,4,6 – триброманилин. 12- 2,4,6 – триброманилин. 13- изопропиламин. 14- аминоуксусная кислота. 15- этиламин. 16- г). 17- б). 18- г). 19- б). 20- б). 21- г). 22- а) 23- а). 24- этиламин. 25- сложный эфир аминоуксусной кислоты.

Это был у нас урок химии 95 — Упражнения и задачи по получению и свойствам азотсодержащих органических веществ с примерами решений.