Номер 337, страница 83 - гдз по химии 10 класс сборник задач Матулис, Матулис

337. В результате пропускания через склянку с бромной водой (избыток) $20 \text{ дм}^3$ (н. у.) смеси пропана и пропина не поглотилось $8,8 \text{ дм}^3$ (н. у.) газа. Определите массу образовавшегося в результате реакции бромсодержащего органического вещества.

Дано:

$V_{смеси}(\text{C₃H₈, C₃H₄}) = 20 \text{ дм³}$
$V_{непогл.}(\text{C₃H₈}) = 8,8 \text{ дм³}$
Условия: нормальные (н. у.)

Перевод в СИ:
$V_{смеси} = 20 \text{ дм³} = 0,02 \text{ м³}$
$V_{непогл.} = 8,8 \text{ дм³} = 0,0088 \text{ м³}$

Найти:

$m(\text{бромсодержащего вещества})$ - ?

Решение:

Смесь газов состоит из пропана ($C_3H_8$) и пропина ($C_3H_4$). При пропускании этой смеси через бромную воду в реакцию вступает только непредельный углеводород — пропин, так как он содержит тройную связь и способен к реакциям присоединения. Пропан, как предельный углеводород (алкан), с бромной водой не реагирует. Таким образом, газ, который не поглотился, — это пропан.

1. Определим объем пропина, который прореагировал с бромной водой. Для этого из общего объема смеси вычтем объем непоглотившегося газа (пропана):

$V(C_3H_4) = V_{смеси} - V(C_3H_8) = 20 \text{ дм³} - 8,8 \text{ дм³} = 11,2 \text{ дм³}$

2. Запишем уравнение реакции присоединения брома к пропину. Поскольку бромная вода в избытке, происходит полное бромирование по тройной связи:

$C_3H_4 + 2Br_2 \rightarrow C_3H_4Br_4$

Продукт реакции — 1,1,2,2-тетрабромпропан.

3. Найдем количество вещества (число моль) прореагировавшего пропина, используя молярный объем газов при нормальных условиях ($V_m = 22,4 \text{ дм³/моль}$):

$n(C_3H_4) = \frac{V(C_3H_4)}{V_m} = \frac{11,2 \text{ дм³}}{22,4 \text{ дм³/моль}} = 0,5 \text{ моль}$

4. Согласно уравнению реакции, из 1 моль пропина образуется 1 моль 1,1,2,2-тетрабромпропана. Следовательно, соотношение их количеств веществ равно 1:1.

$n(C_3H_4Br_4) = n(C_3H_4) = 0,5 \text{ моль}$

5. Рассчитаем молярную массу 1,1,2,2-тетрабромпропана ($C_3H_4Br_4$). Используем относительные атомные массы: $Ar(C) = 12$, $Ar(H) = 1$, $Ar(Br) = 80$.

$M(C_3H_4Br_4) = 3 \cdot Ar(C) + 4 \cdot Ar(H) + 4 \cdot Ar(Br) = 3 \cdot 12 + 4 \cdot 1 + 4 \cdot 80 = 36 + 4 + 320 = 360 \text{ г/моль}$

6. Теперь можем найти массу образовавшегося бромсодержащего вещества:

$m(C_3H_4Br_4) = n(C_3H_4Br_4) \cdot M(C_3H_4Br_4) = 0,5 \text{ моль} \cdot 360 \text{ г/моль} = 180 \text{ г}$

Ответ: масса образовавшегося бромсодержащего органического вещества составляет 180 г.