Номер 297, страница 76 - гдз по химии 10 класс сборник задач Матулис, Матулис

297. Бутадиен-1,3 объемом $5,6 \text{ дм}^3$ (н. у.) вступил в реакцию присоединения с бромом. Рассчитайте массу полученного 1,4-дибромбутена-2, если выход продукта реакции составил 40 %.

Дано:

$V(\text{Бутадиен-1,3}) = 5,6 \, \text{дм}^3$ (н. у.)

$\eta(\text{продукта}) = 40\%$

$V(\text{C}_4\text{H}_6) = 5,6 \, \text{дм}^3 = 5,6 \cdot 10^{-3} \, \text{м}^3$
$\eta = 40\% = 0,4$

Найти:

$m(\text{1,4-дибромбутен-2}) - ?$

Решение:

1. Запишем уравнение реакции присоединения брома к бутадиену-1,3 с образованием 1,4-дибромбутена-2:

$CH_2=CH-CH=CH_2 + Br_2 \rightarrow BrCH_2-CH=CH-CH_2Br$

В молекулярном виде уравнение реакции выглядит так:

$C_4H_6 + Br_2 \rightarrow C_4H_6Br_2$

2. Рассчитаем количество вещества бутадиена-1,3. При нормальных условиях (н. у.) молярный объем газа $V_m$ равен $22,4 \, \text{дм}^3/\text{моль}$.

$n(\text{C}_4\text{H}_6) = \frac{V(\text{C}_4\text{H}_6)}{V_m} = \frac{5,6 \, \text{дм}^3}{22,4 \, \text{дм}^3/\text{моль}} = 0,25 \, \text{моль}$

3. Согласно уравнению реакции, из 1 моль бутадиена-1,3 теоретически образуется 1 моль 1,4-дибромбутена-2. Соотношение количеств веществ реагента и продукта 1:1.

$n_{\text{теор.}}(\text{C}_4\text{H}_6\text{Br}_2) = n(\text{C}_4\text{H}_6) = 0,25 \, \text{моль}$

4. Вычислим молярную массу 1,4-дибромбутена-2 ($C_4H_6Br_2$). Используем округленные значения относительных атомных масс: $A_r(\text{C})=12$, $A_r(\text{H})=1$, $A_r(\text{Br})=80$.

$M(\text{C}_4\text{H}_6\text{Br}_2) = 4 \cdot 12 + 6 \cdot 1 + 2 \cdot 80 = 48 + 6 + 160 = 214 \, \text{г/моль}$

5. Найдем теоретически возможную массу 1,4-дибромбутена-2.

$m_{\text{теор.}}(\text{C}_4\text{H}_6\text{Br}_2) = n_{\text{теор.}}(\text{C}_4\text{H}_6\text{Br}_2) \cdot M(\text{C}_4\text{H}_6\text{Br}_2) = 0,25 \, \text{моль} \cdot 214 \, \text{г/моль} = 53,5 \, \text{г}$

6. Рассчитаем практическую массу продукта, учитывая, что выход реакции ($\eta$) составляет 40% (или 0,4).

$m_{\text{практ.}}(\text{C}_4\text{H}_6\text{Br}_2) = m_{\text{теор.}}(\text{C}_4\text{H}_6\text{Br}_2) \cdot \eta = 53,5 \, \text{г} \cdot 0,4 = 21,4 \, \text{г}$

Ответ: масса полученного 1,4-дибромбутена-2 составляет 21,4 г.