Номер 824, страница 192 - гдз по химии 10 класс сборник задач Матулис, Матулис

824. Для вещества, формула которого $\text{CH}_3\text{CH}(\text{NH}_2)\text{CH}_3$ , справедливы

утверждения:

а) водный раствор имеет $\text{pH} < 7$;

б) является вторичным амином;

в) называется изопропиламином;

г) в жидком состоянии между молекулами образуются водородные связи;

д) благодаря наличию неподеленной электронной пары у атома азота проявляет свойства основания и образует соли при взаимодействии с кислотами;

е) при сгорании образует углекислый газ, воду и азот;

ж) при взаимодействии с серной кислотой может быть получена соль: $\left[(\text{CH}_3)_2\text{CHNH}_3\right]_2\text{SO}_4$;

з) основные свойства выражены сильнее, чем у анилина;

и) водный раствор окрашивает фенолфталеин в малиновый цвет;

к) является изомером диметиламина;

л) валентность азота в молекуле равна IV;

м) атом азота может быть донором электронной пары;

н) гомологи имеют общую формулу $\text{C}_\text{n}\text{H}_{2\text{n} + 1}\text{NH}_2$;

о) может быть получен взаимодействием бромида пропиламмония со щелочью: $\text{CH}_3(\text{CH}_2)_2\text{NH}_3\text{Br} + \text{KOH} \rightarrow$.

а) Амины, являясь органическими основаниями, вступают в реакцию с водой с образованием ионов гидроксида ($OH^-$) и катиона амина: $(CH_3)_2CHNH_2 + H_2O \rightleftharpoons (CH_3)_2CHNH_3^+ + OH^-$. Присутствие гидроксид-ионов создает щелочную среду, для которой значение $pH > 7$. Следовательно, утверждение неверно.

Ответ: неверно.

б) Классификация аминов (первичный, вторичный, третичный) определяется числом атомов углерода, связанных непосредственно с атомом азота. В молекуле изопропиламина атом азота связан только с одним атомом углерода (вторичным атомом углерода изопропильного радикала). Следовательно, это первичный амин. Утверждение неверно.

Ответ: неверно.

в) Вещество имеет радикал, состоящий из трех атомов углерода, где аминогруппа присоединена ко второму (центральному) атому. Этот радикал называется изопропил. Соответственно, амин называется изопропиламин (или по номенклатуре ИЮПАК пропан-2-амин). Утверждение верно.

Ответ: верно.

г) В молекуле изопропиламина есть атом водорода, связанный с электроотрицательным атомом азота (группа $-NH_2$), а также неподеленная электронная пара на атоме азота. Это создает условия для образования межмолекулярных водородных связей между атомом водорода одной молекулы и атомом азота другой. Утверждение верно.

Ответ: верно.

д) Наличие неподеленной электронной пары на атоме азота позволяет молекуле амина выступать в роли донора этой пары, то есть основания по Льюису. При взаимодействии с кислотами (донорами протонов) амин протонируется, образуя соль — катион изопропиламмония и анион кислоты. Например: $(CH_3)_2CHNH_2 + HCl \rightarrow [(CH_3)_2CHNH_3]^+Cl^-$. Утверждение верно.

Ответ: верно.

е) Изопропиламин — это органическое соединение, содержащее углерод, водород и азот. При полном сгорании (в избытке кислорода) таких соединений продуктами реакции являются оксид углерода(IV) (углекислый газ), вода и молекулярный азот. Уравнение реакции: $4(CH_3)_2CHNH_2 + 27O_2 \rightarrow 12CO_2 + 18H_2O + 2N_2$. Утверждение верно.

Ответ: верно.

ж) Серная кислота ($H_2SO_4$) является двухосновной кислотой, а изопропиламин — одноосновным основанием. При их взаимодействии две молекулы амина реагируют с одной молекулой кислоты, образуя соль — сульфат диизопропиламмония. Реакция: $2(CH_3)_2CHNH_2 + H_2SO_4 \rightarrow [((CH_3)_2CH)NH_3]_2SO_4$. Представленная формула соли верна. Утверждение верно.

Ответ: верно.

з) Основные свойства аминов зависят от электронной плотности на атоме азота. В изопропиламине алкильный радикал (изопропил) проявляет положительный индуктивный эффект (+I), повышая электронную плотность на атоме азота и усиливая основные свойства. В анилине ($C_6H_5NH_2$) неподеленная пара электронов азота сопряжена с $\pi$-системой бензольного кольца (отрицательный мезомерный эффект, -M), что понижает электронную плотность на азоте и ослабляет основные свойства. Поэтому изопропиламин является более сильным основанием, чем анилин. Утверждение верно.

Ответ: верно.

и) Как было показано в пункте (а), водный раствор изопропиламина имеет щелочную среду ($pH > 7$). Кислотно-основный индикатор фенолфталеин в щелочной среде (при $pH > 8.2$) изменяет свою окраску на малиновую. Утверждение верно.

Ответ: верно.

к) Изомеры — это вещества, имеющие одинаковый качественный и количественный состав (одну и ту же молекулярную формулу), но разное строение. Молекулярная формула изопропиламина — $C_3H_9N$. Молекулярная формула диметиламина ($(CH_3)_2NH$) — $C_2H_7N$. Так как молекулярные формулы различны, эти вещества не являются изомерами. Утверждение неверно.

Ответ: неверно.

л) Валентность — это число ковалентных связей, которые образует атом. В молекуле изопропиламина атом азота образует три ковалентные связи: одну с атомом углерода и две с атомами водорода. Следовательно, валентность азота равна III. Валентность IV азот проявляет в ионе аммония и его производных, например, в катионе изопропиламмония $[(CH_3)_2CHNH_3]^+$. Утверждение неверно.

Ответ: неверно.

м) Это утверждение является переформулировкой пункта (д). Атом азота в аминогруппе имеет неподеленную (свободную) электронную пару. В химических реакциях (например, с кислотами или ионами металлов) он может предоставить эту пару для образования новой ковалентной связи по донорно-акцепторному механизму, то есть выступить в роли донора электронной пары (основания Льюиса). Утверждение верно.

Ответ: верно.

н) Гомологи — это соединения одного класса, имеющие сходное строение и отличающиеся друг от друга на одну или несколько групп $-CH_2-$. Изопропиламин относится к классу предельных первичных аминов. Общая формула гомологического ряда предельных первичных аминов — $C_nH_{2n+1}NH_2$. Утверждение верно.

Ответ: верно.

о) Взаимодействие бромида пропиламмония ($CH_3(CH_2)_2NH_3Br$) со щелочью является способом получения соответствующего амина. В результате реакции образуется пропиламин (пропан-1-амин): $CH_3(CH_2)_2NH_3Br + KOH \rightarrow CH_3(CH_2)_2NH_2 + KBr + H_2O$. Пропиламин и изопропиламин являются изомерами, но это разные вещества. Для получения изопропиламина необходимо было бы взять соль изопропиламмония. Утверждение неверно.

Ответ: неверно.