Задача следующая: 3,92 л смеси газообразных алкена и алкина, содержащих одинаковое число атомов углерода, могут присоединить 40 г брома. Образовавшаяся при этом смесь имеет массу 47,2 г.

Вопрос: Как определить строение алкена и алкина, а также объемные доли углеводородов в исходной смеси, решая задачу через количество?

Химия 11 класс Химические реакции алкенов и алкинов химия 11 класс алкены алкины газообразные смеси Бром объемные доли углеводороды строение задача количество химические реакции молекулярная масса стехиометрия анализ смеси химические соединения Новый

Для решения данной задачи, необходимо использовать закон сохранения массы и некоторые химические свойства алкенов и алкинов. Давайте разберем шаги по определению строения углеводородов и их объемных долей в смеси.

Шаг 1: Определение количества вещества брома

Сначала найдем количество вещества брома, которое присоединилось к смеси. Для этого используем формулу:

n = m / M

где:

• n - количество вещества (в молях)
• m - масса брома (40 г)
• M - молярная масса брома (Br2), которая равна 160 г/моль

Подставим значения:

n(Br2) = 40 г / 160 г/моль = 0,25 моль

Шаг 2: Определение количества алкена и алкина

Теперь, учитывая, что алкены и алкины могут присоединять бром, мы должны знать, сколько моль каждого из углеводородов было в смеси. Обозначим количество моль алкена как x, а количество моль алкина как y. По условию задачи известно, что:

x + y = V / Vm

где V - объем смеси (3,92 л), а Vm - молярный объем газа (при нормальных условиях 22,4 л/моль).

Подставим значения:

x + y = 3,92 л / 22,4 л/моль = 0,175 моль

Шаг 3: Учет реакций с бромом

Алкены присоединяют 1 моль брома на 1 моль углеводорода, а алкины - 2 моль брома на 1 моль углеводорода. Следовательно, мы можем записать уравнение:

x + 2y = 0,25 моль

Шаг 4: Система уравнений

Теперь у нас есть система из двух уравнений:

1. x + y = 0,175
2. x + 2y = 0,25

Шаг 5: Решение системы уравнений

Решим эту систему. Из первого уравнения выразим x:

x = 0,175 - y

Теперь подставим это значение во второе уравнение:

(0,175 - y) + 2y = 0,25

0,175 + y = 0,25

y = 0,25 - 0,175 = 0,075 моль

Теперь подставим значение y в первое уравнение:

x + 0,075 = 0,175

x = 0,175 - 0,075 = 0,1 моль

Шаг 6: Определение строения алкена и алкина

Теперь мы знаем, что в смеси 0,1 моль алкена и 0,075 моль алкина. Поскольку они содержат одинаковое количество атомов углерода, давайте обозначим это количество как n.

Алкены имеют формулу CnH2n, а алкины - CnH2n-2. Если мы подставим n, мы можем получить конкретные формулы.

Для 0,1 моль алкена:

0,1 = n / 22,4, где n - количество углерода в алкене.

n = 0,1 * 22,4 = 2,24, округляем до 2, значит это может быть этилен (C2H4).

Для 0,075 моль алкина:

0,075 = n / 22,4, где n - количество углерода в алкине.

n = 0,075 * 22,4 = 1,68, округляем до 2, значит это может быть ацетилен (C2H2).

Шаг 7: Объемные доли углеводородов

Теперь мы можем найти объемные доли углеводородов в смеси:

Объемная доля алкена (C2H4) = (0,1 моль / 0,175 моль) * 100% = 57,14%

Объемная доля алкина (C2H2) = (0,075 моль / 0,175 моль) * 100% = 42,86%

Таким образом, мы определили строение углеводородов и их объемные доли в смеси:

• Алкен: этилен (C2H4)
• Алкин: ацетилен (C2H2)
• Объемная доля алкена: 57,14%
• Объемная доля алкина: 42,86%