Номер 238, страница 61 - гдз по химии 10 класс сборник задач Матулис, Матулис

238. Газообразная смесь изомерных алкенов имеет плотность по водороду 28. Данная смесь может максимально присоединить 64 г брома. Приведите структурные формулы и названия алкенов, которые могли входить в состав смеси. Определите массу исходной смеси алкенов и массу продуктов реакции бромирования.

Приведите структурные формулы и названия алкенов, которые могли входить в состав смеси.

Решение:
1. Определяем среднюю молярную массу смеси алкенов ($M_{ср}$) по её относительной плотности по водороду ($D_{H_2}$), которая равна 28. Молярная масса водорода $M(H_2) = 2 \text{ г/моль}$.
$M_{ср}(\text{смеси}) = D_{H_2} \times M(H_2) = 28 \times 2 \text{ г/моль} = 56 \text{ г/моль}$.
2. Согласно условию, смесь состоит из изомерных алкенов. Это означает, что все они имеют одинаковую молекулярную формулу и, следовательно, одинаковую молярную массу, равную 56 г/моль.
3. Общая формула алкенов – $C_n H_{2n}$. Их молярная масса рассчитывается как $M(C_n H_{2n}) = 12 \cdot n + 1 \cdot 2n = 14n$.
4. Находим число атомов углерода $n$ в молекуле алкена:
$14n = 56 \Rightarrow n = \frac{56}{14} = 4$.
5. Молекулярная формула алкенов в смеси – $C_4H_8$.

Ответ: В состав смеси могли входить следующие изомерные алкены состава $C_4H_8$:
- Бут-1-ен: $CH_2=CH-CH_2-CH_3$
- Бут-2-ен (существует в виде цис- и транс-изомеров): $CH_3-CH=CH-CH_3$
- 2-Метилпропен (изобутилен): $CH_2=C(CH_3)_2$

Определите массу исходной смеси алкенов и массу продуктов реакции бромирования.

Дано:

$D_{H_2}(\text{смеси}) = 28$
$m(Br_2) = 64 \text{ г}$

Найти:

$m(\text{смеси алкенов}) - ?$
$m(\text{продуктов}) - ?$

Решение:

1. Рассчитаем массу исходной смеси алкенов. Уравнение реакции бромирования алкена $C_4H_8$ (молекулярная формула определена в предыдущем пункте):
$C_4H_8 + Br_2 \rightarrow C_4H_8Br_2$
2. Найдем количество вещества брома. Молярная масса брома $M(Br_2) = 2 \times 80 = 160 \text{ г/моль}$.
$\nu(Br_2) = \frac{m(Br_2)}{M(Br_2)} = \frac{64 \text{ г}}{160 \text{ г/моль}} = 0.4 \text{ моль}$.
3. По уравнению реакции, количество вещества смеси алкенов равно количеству вещества брома: $\nu(\text{смеси}) = \nu(Br_2) = 0.4 \text{ моль}$.
4. Молярная масса алкенов в смеси равна 56 г/моль. Найдем массу смеси алкенов:
$m(\text{смеси}) = \nu(\text{смеси}) \times M(\text{смеси}) = 0.4 \text{ моль} \times 56 \text{ г/моль} = 22.4 \text{ г}$.

5. Рассчитаем массу продуктов реакции. Согласно закону сохранения массы, масса продуктов равна сумме масс прореагировавших веществ:
$m(\text{продуктов}) = m(\text{смеси}) + m(Br_2) = 22.4 \text{ г} + 64 \text{ г} = 86.4 \text{ г}$.

Ответ: Масса исходной смеси алкенов равна 22.4 г. Масса продуктов реакции бромирования равна 86.4 г.