Номер 301, страница 76 - гдз по химии 10 класс сборник задач Матулис, Матулис

301. Рассчитайте массу 3,4-дибромбутена-1, образующегося в результате пропускания бутадиена-1,3 массой 27 г через раствор, содержащий бром массой 96 г. Выход продукта реакции составляет 74 %.

Дано:

$m(C_4H_6) = 27$ г

$m(Br_2) = 96$ г

$\eta = 74 \% = 0.74$

Найти:

$m_{практ.}(C_4H_6Br_2) - ?$

Решение:

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

$CH_2=CH-CH=CH_2 + Br_2 \rightarrow CH_2=CH-CH(Br)-CH_2(Br)$

Химическая формула бутадиена-1,3 - $C_4H_6$.

Химическая формула брома - $Br_2$.

Химическая формула 3,4-дибромбутена-1 - $C_4H_6Br_2$.

2. Рассчитаем молярные массы реагентов и продукта:

$M(C_4H_6) = 4 \times 12 + 6 \times 1 = 54$ г/моль

$M(Br_2) = 2 \times 80 = 160$ г/моль

$M(C_4H_6Br_2) = 4 \times 12 + 6 \times 1 + 2 \times 80 = 48 + 6 + 160 = 214$ г/моль

3. Найдем количество вещества (в молях) каждого из реагентов, чтобы определить, который из них находится в недостатке:

$n(C_4H_6) = \frac{m(C_4H_6)}{M(C_4H_6)} = \frac{27 \text{ г}}{54 \text{ г/моль}} = 0.5$ моль

$n(Br_2) = \frac{m(Br_2)}{M(Br_2)} = \frac{96 \text{ г}}{160 \text{ г/моль}} = 0.6$ моль

4. Согласно уравнению реакции, бутадиен-1,3 и бром реагируют в соотношении 1:1. Сравним количество молей реагентов:

$n(C_4H_6) = 0.5$ моль

$n(Br_2) = 0.6$ моль

Так как $0.5 < 0.6$, бутадиен-1,3 находится в недостатке и прореагирует полностью. Дальнейшие расчеты ведем по бутадиену-1,3.

5. Определим теоретическое количество вещества продукта реакции (3,4-дибромбутена-1). По уравнению реакции из 1 моль $C_4H_6$ образуется 1 моль $C_4H_6Br_2$. Следовательно:

$n_{теор.}(C_4H_6Br_2) = n(C_4H_6) = 0.5$ моль

6. Рассчитаем теоретическую массу продукта:

$m_{теор.}(C_4H_6Br_2) = n_{теор.}(C_4H_6Br_2) \times M(C_4H_6Br_2) = 0.5 \text{ моль} \times 214 \text{ г/моль} = 107$ г

7. Рассчитаем практическую массу продукта, учитывая выход реакции 74%:

$m_{практ.}(C_4H_6Br_2) = m_{теор.}(C_4H_6Br_2) \times \eta = 107 \text{ г} \times 0.74 = 79.18$ г

Ответ: масса 3,4-дибромбутена-1 составляет 79,18 г.