Номер 253, страница 63 - гдз по химии 10 класс сборник задач Матулис, Матулис

253. На алкен массой 25,2 г подействовали хлороводородом массой 7,3 г. Полученная смесь органических веществ может присоединить бром массой 16 г. Установите молекулярную формулу алкена.

Дано:

$m(\text{алкен}) = 25,2 \text{ г}$

$m(HCl) = 7,3 \text{ г}$

$m(Br_2) = 16 \text{ г}$

Найти:

Молекулярная формула алкена - ?

Решение:

Запишем общую формулу алкена: $C_nH_{2n}$.

При взаимодействии алкена с хлороводородом происходит реакция присоединения. Так как после реакции полученная смесь может присоединить бром, это означает, что хлороводород прореагировал не со всем алкеном, то есть алкен был в избытке. В полученной смеси содержатся непрореагировавший алкен и продукт реакции — хлоралкан.

Уравнение реакции алкена с хлороводородом:

$C_nH_{2n} + HCl \rightarrow C_nH_{2n+1}Cl$

Далее с бромом реагирует только оставшийся (непрореагировавший) алкен:

$C_nH_{2n} + Br_2 \rightarrow C_nH_{2n}Br_2$

1. Найдем количество вещества (моль) брома, которое прореагировало с остатком алкена. Молярная масса брома $M(Br_2) = 2 \times 80 = 160$ г/моль.

$\nu(Br_2) = \frac{m(Br_2)}{M(Br_2)} = \frac{16 \text{ г}}{160 \text{ г/моль}} = 0,1 \text{ моль}$

Согласно уравнению реакции, количество вещества непрореагировавшего алкена равно количеству вещества брома:

$\nu(\text{алкен}_{\text{ост.}}) = \nu(Br_2) = 0,1 \text{ моль}$

2. Найдем количество вещества хлороводорода, который вступил в реакцию. Молярная масса хлороводорода $M(HCl) = 1 + 35,5 = 36,5$ г/моль.

$\nu(HCl) = \frac{m(HCl)}{M(HCl)} = \frac{7,3 \text{ г}}{36,5 \text{ г/моль}} = 0,2 \text{ моль}$

Согласно уравнению реакции, количество вещества алкена, прореагировавшего с HCl, равно количеству вещества HCl:

$\nu(\text{алкен}_{\text{прореаг.}}) = \nu(HCl) = 0,2 \text{ моль}$

3. Найдем общее количество вещества исходного алкена, сложив количество прореагировавшего и оставшегося алкена:

$\nu(\text{алкен}_{\text{общ.}}) = \nu(\text{алкен}_{\text{прореаг.}}) + \nu(\text{алкен}_{\text{ост.}}) = 0,2 \text{ моль} + 0,1 \text{ моль} = 0,3 \text{ моль}$

4. Теперь мы можем найти молярную массу алкена, зная его общую массу и общее количество вещества:

$M(C_nH_{2n}) = \frac{m(\text{алкен})}{\nu(\text{алкен}_{\text{общ.}})} = \frac{25,2 \text{ г}}{0,3 \text{ моль}} = 84 \text{ г/моль}$

5. Зная общую формулу алкена $C_nH_{2n}$, выразим его молярную массу через n. Атомные массы: $Ar(C) = 12$, $Ar(H) = 1$.

$M(C_nH_{2n}) = 12 \times n + 1 \times 2n = 14n$

Приравняем два выражения для молярной массы и найдем n:

$14n = 84$

$n = \frac{84}{14} = 6$

Следовательно, молекулярная формула алкена — $C_6H_{12}$.

Ответ: $C_6H_{12}$