ГДЗ (ответы) Химия 10 класc Габриелян О.С. , Остроумов И.Г., Сладков С.А., 2019, §18 Амины
Во всех упражнениях
красным цветом приводится решение,
а фиолетовым ― объяснение.
Задание 1
Какие вещества называют аминами?
Аминами называют органические вещества, в молекулах которых углеводородный радикал связан с аминогруппой ―NH2.
Как классифицируют амины по природе углеводородного радикала?
На предельные и ароматические амины.
В предельных аминах углеводородный радикал ― остаток предельных углеводородов, а в ароматических остаток ароматических углеводородов.

Задание 2

Амины называют органическими основаниями. Почему?
Водные растворы аминов содержат в небольшой степени гидроксид-анионы ОН- и имеют щелочную среду. Благодаря этому и способности образовывать соли с неорганическими кислотами их называют органическими основаниями.
Напишите уравнения реакций подтверждающих эту характеристику.
CH3NH2 + H2O ⇄ [CH3NH3]+ + OH-
CH3NH2 + HCl ⟶ [CH3NH3]Cl

Сравните основные свойства аммиака, метиламина и анилина. 
Основные свойства метиламина выражены сильнее, чем в аммиака. В молекуле метиламина атом азота соединен с углеводородным радикалом, а поскольку электроотрицательность водорода меньше, чем углерода и азота, происходит смещение электронов от трех атомов водорода к атому углерода и затем к атому азота, в результате электронная плотность на атоме азота увеличивается, а повышение  электронной плотности превращает азот в более сильного донора пары электронов, то есть способность присоединять к себе катион водорода по донорно-акцепторному механизму, что повышает основные свойства вещества.

Основные свойства анилина выражены слабее, чем в аммиака. В молекуле анилина атом азота соединен с фенильным радикалом, происходит смещение электронов от атома азота к бензольному кольцу, вследствие этого электронная плотность на атоме азота уменьшается и аналин является более слабым основанием, чем аммиак.

Таким образом, аммиак является более сильным основанием, чем анилин, но более слабым, чем метиламин.

Задание 3
На примере молекулы анилина рассмотрите третье положение теории химического строения органических соединений о взаимном влиянии атомов в молекулах. Ответ подтвердите уравнениями химических реакций.
С одной стороны, в молекуле анилина происходит смещение электронной плотности от аминогруппы к бензольному кольцу, в результате уменьшается электронная плотность на атоме азота и ослабевают основные свойства анилина. Анилин в водном растворе не меняет окраску лакмуса и фенолфталеина. 
С другой стороны, увеличивается электронная плотность в бензольном кольце, сильнее всего в положениях 2, 4 и 6 относительно аминогруппы, поэтому реакции замещения анилина протекают легче. При действии на анилин брома реакция замещения протекает при обычных условиях без использования катализатора и замещается три атома водорода, образуя 2,4,6-триброманилин.



Задание 4
Напишите уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить следующие превращения:
хлорметан ⟶ метанол ⟶ метиламин ⟶ бромид метиламмония.

CH3Cl + NaOH ⟶ CH3OH + NaCl
CH3OH + NH3 ⟶ CH3NH2 + H2O
CH3NH2 + HBr ⟶ [CH3NH3]Br


Задание 5
Смешали 10 л газообразного метиламина (н.у.) и 10 г хлороводорода. Какая масса кристаллического хлорида метиламмония при этом образовалась? Какой газ и в каком объёме остался в колбе после окончания реакции?
Дано: V(CH3NH2)=10 л, m(HCl)=10 г
Найти: m([CH3NH3]Cl)-?, Vостаток(газа)-?
Решение

1. Вычисляем количество вещества метиламина в объёме 10 л по формуле: n=V/VM, где VM молярный объём.
n(CH3NH2)=V(CH3NH2)/VM=10 л : 22,4 л/моль=0,446 моль

2. Вычисляем количество вещества хлороводорода массой 10 г по формуле: n=m/M, где M  молярная масса.
M
(HCl)=36,5 г/моль
n(HCl)=m(HCl)/M(HCl)=10 г : 36,5 г/моль=0,274 моль

3. Составим химическое уравнение:
HCl + CH3NH2 =[CH3NH3]Cl

По уравнению реакции 1 моль HCl  рагирует с 1 моль CH3NH2, количество вещества одинаковое, то есть с 0,274 моль хлороводорода реагирует 0,274 моль метиламина. По условию задачи имеем 0,446 моль метиламина, следовательно он взят в избытке, то есть реагирует не полностью, поэтому расчеты будем проводить по данным хлороводорода.

n([CH3NH3]Cl)=nпрореаг.(CH3NH2)=n(HCl)=0,274 моль

nостаток(CH3NH2)=n(CH3NH2)-nпрореаг.(CH3NH2)=0,446 моль-0,274 моль=0,172 моль
4. Вычисляем массу хлорида метиламмония в количестве вещества 0,274 моль формуле: n=m/M, где молярная масса.
M([CH3NH3]Cl)=67,5 г/моль
m([CH3NH3]Cl)=n([CH3NH3]Cl)M([CH3NH3]Cl)=0,274 г  67,5 г/моль=18,5 г

5. Вычисляем объём остатка метиламина в количестве вещества 0,172 моль по формуле: V=nVM, где V молярный объём.
n(CH3NH2)=n(CH3NH2)VM=0,172 моль  22,4 л/моль=3,85 л

Ответ: образовалось 18,5 г хлорида метиламмония и осталось 3,85 л метиламина.

Задание 6
При сжигании органического вещества образовалось 1,26 г воды, 0,896 л оксида углерода (IV) и 0,224 л азота (н.у.). Найдите молекулярную формулу этого вещества.
Известно: органическое вещество СхHyNz, m(H2O)=1,26 г, V(СО2)=0,896 л, V(N2) =0,224 л
Найти: формулу СхHyNz - ?
Решение
1-й способ
1. Вычисляем количество вещества воды массой 1,26 г по формуле: n=m/M, где M  молярная масса.
M
(H2O)=18 г/моль
n(H2O)=m(H2O)/M(H2O)=1,26 г : 18 г/моль=0,07 моль

2. Вычисляем количество вещества CO2 и N2 в заданном объёме по формуле: n=V/VM, где V молярный объём.
n(CO2)=V(CO2)/VM=0,896 л : 22,4 л/моль=0,04 моль

n(N2)=V(N2)/VM=0,224 л : 22,4 л/моль=0,01 моль
3. Вычисляем количество вещества атомов С в 0,04 моль СО2.
n(C)=n(CO2)=0,04 моль
4. Вычисляем количество вещества атомов H в 0,07 моль H2O. В 1 моль Н2О содержится 2 моль атомов Н, а в 0,07 моль Н2О количества вещества атомов в 2 раза больше: 
n(H)=2•n(H2O)=2•0,07 моль=0,14 моль
5. Вычисляем количество вещества атомов N в 0,01 моль N2. В 1 моль N2 содержится 2 моль атомов N, а в 0,01 моль N2 количества вещества атомов в 2 раза больше: 
n(N)=2•n(N2)=2•0,01 моль=0,02 моль
6. Находим соотношение атомов в веществе:
х:у:z=n(C) : n(H) : n(N)=0,04:0,14:0,02
Если соотношение между атомами выражено не целыми, а дробными числами, то считаем, что наименьшее число (0,02) равно единице, а большее число делим на него, тогда
х:у:z=0,04/0,02 : 0,14/0,02 : 0,02/0,02=2:7:1, следовательно, формула имеет вид C2H7N, или C2H5-NH2
2-й способ
1. Вычисляем количество вещества CO2 в объёме 0,896 л и N2 в объёме 0,224 л по формуле: n=V/VM, где VM=22,4 л/моль при н.у.
n(CO2)=V(CO2)/VM=0,896 л : 22,4 л/моль=0,04 моль

n(N2)=V(N2)/VM=0,224 л : 22,4 л/моль=0,01 моль
2. Составляем пропорцию для вычисления массы атомов C в 0,04 моль СО2 и решаем ее:
В 1 моль СО2 содержится 12 г С, а
в 0,04 моль СО2 х г С

1 моль / 0,04 моль = 12 г / х г, отсюда по свойству пропорции имеем: х г • 1 моль = 0,04 моль • 12 г
х=m(C)=0,04 моль • 12 г : 1 моль = 0,48 г
3. Составляем пропорцию для вычисления массы атомов N в 0,01 моль N2 и решаем ее:
В 1 моль N2 содержится 28 г N, а
в 0,01 моль H2O х г N

1 моль / 0,01 моль = 28 г / х г, отсюда по свойству пропорции имеем: х г • 1 моль = 0,01 моль • 28 г
х=m(N)=0,01 моль • 28 г : 1 моль = 0,28 г

4. Составляем пропорцию для вычисления массы атомов H в 1,26 г Н2О и решаем ее:
В 18 г H2O содержится 2 г H, а
в 1,26 г H2O х г H

18 г / 1,26 г = 2 г / х г, отсюда по свойству пропорции имеем: х г • 18 г = 1,26 г • 2 г
х=m(H)=1,26 г • 2 г : 18 г = 0,14 г

5. Находим соотношение атомов в веществе:
х:у:z=m(C)/M(C) : m(H)/M(H) : m(N)/M(N)=0,48/12 : 0,14/1 : 0,28/14=0,04:0,14:0,02
Если соотношение между атомами выражено не целыми, а дробными числами, то считаем, что наименьшее число (0,02) равно единице, а большее число делим на него, тогда
х:у:z=0,04/0,02 : 0,14/0,02 : 0,02/0,02=2:7:1, следовательно, формула имеет вид C2H7N, или C2H5―NH2
Ответ: C2H7N, или C2H5―NH2

Задание 7 Создайте компьютерные 3D-модели молекул метиламина и анилина. Рассмотрите взаимное расположение атомов и атомных групп относительно атома азота. Сделайте самостоятельно.
%USERNAME%, оставишь комментарий?
Имя:*
E-Mail:


В каком классе вы учитесь?