В смеси метана и этилена объемом 400 мл при нормальных условиях обесцветилась бромная вода с массовой долей брома 3.2% и массой 40 г. Какова массовая доля этилена в этой смеси?

Химия 11 класс Кинетика химических реакций и реакции с участием углеводородов массовая доля этилена смесь метана и этилена обесцвечивание бромной воды химия 11 класс задачи по химии Новый

Для решения этой задачи нам нужно определить, сколько брома было использовано для обесцвечивания бромной воды, и затем выяснить, какая часть этой реакции относится к этилену (C2H4).

Шаг 1: Найдем массу брома в бромной воде.

• Массовая доля брома в растворе составляет 3.2%.
• Масса раствора бромной воды равна 40 г.
• Масса брома (Br2) в растворе рассчитывается по формуле:

Масса брома = Масса раствора * Массовая доля брома / 100

Подставляем значения:

Масса брома = 40 г * 3.2 / 100 = 1.28 г

Шаг 2: Найдем количество молей брома.

• Молярная масса брома (Br2) = 2 * 80 = 160 г/моль.
• Количество молей брома можно найти по формуле:

Количество молей = Масса брома / Молярная масса брома

Подставляем значения:

Количество молей = 1.28 г / 160 г/моль = 0.008 моль

Шаг 3: Определим, сколько молей этилена реагировало с бромом.

• Реакция между этиленом и бромом проходит по уравнению:

C2H4 + Br2 -> C2H4Br2

Из уравнения видно, что 1 моль этилена реагирует с 1 моль брома.

Таким образом, количество молей этилена, которое отреагировало, равно количеству молей брома:

Количество молей C2H4 = 0.008 моль

Шаг 4: Найдем объем этилена.

• При нормальных условиях 1 моль газа занимает объем 22.4 л.
• Объем этилена можно рассчитать по формуле:

Объем = Количество молей * 22.4 л/моль

Объем C2H4 = 0.008 моль * 22.4 л/моль = 0.1792 л = 179.2 мл

Шаг 5: Найдем объем метана в смеси.

• Общий объем смеси = 400 мл.
• Объем метана (C2H4) = Общий объем - Объем этилена.

Объем метана = 400 мл - 179.2 мл = 220.8 мл

Шаг 6: Найдем массовую долю этилена в смеси.

• Молярная масса метана (CH4) = 12 + 4 = 16 г/моль.
• Молярная масса этилена (C2H4) = 2*12 + 4 = 28 г/моль.
• Количество молей метана:

Количество молей CH4 = 220.8 мл / 22400 мл/моль = 0.00985 моль

Количество молей C2H4 = 0.008 моль

Шаг 7: Рассчитаем массу каждого компонента.

• Масса метана = 0.00985 моль * 16 г/моль = 0.1576 г.
• Масса этилена = 0.008 моль * 28 г/моль = 0.224 г.

Шаг 8: Найдем общую массу смеси.

Общая масса смеси = Масса метана + Масса этилена = 0.1576 г + 0.224 г = 0.3816 г.

Шаг 9: Найдем массовую долю этилена в смеси.

Массовая доля этилена = (Масса этилена / Общая масса смеси) * 100%

Массовая доля этилена = (0.224 г / 0.3816 г) * 100% ≈ 58.7%

Ответ: Массовая доля этилена в смеси составляет примерно 58.7%.