Номер 7, страница 177 - гдз по химии 10 класс учебник Еремин, Кузьменко

Параграф 30. Получение и применение алкенов. Глава 3. Углеводороды - номер 7, страница 177.

Условие.

7. Определите массу бутанола-2, вступившего в реакцию дегидратации, если в результате реакции образовалась смесь, содержащая 26,88 л бутена-2 и 4,48 л бутена-1 (н. у.).

Решение.

Решение 2.

Дано:

$V(\text{бутен-2}) = 26,88$ л
$V(\text{бутен-1}) = 4,48$ л
Условия: н.у. (нормальные условия)
Молярный объем газа при н.у. $V_m = 22,4$ л/моль

Найти:

$m(\text{бутанол-2})$

Решение:

1. Запишем уравнения реакций внутримолекулярной дегидратации бутанола-2. В ходе этой реакции образуется смесь двух изомерных алкенов: бутена-1 и бутена-2. Химическая формула бутанола-2: $C_4H_{10}O$.

Реакция с образованием бутена-1:

$CH_3-CH(OH)-CH_2-CH_3 \xrightarrow{H_2SO_4, t} CH_2=CH-CH_2-CH_3 + H_2O$

Реакция с образованием бутена-2 (основной продукт по правилу Зайцева):

$CH_3-CH(OH)-CH_2-CH_3 \xrightarrow{H_2SO_4, t} CH_3-CH=CH-CH_3 + H_2O$

2. Рассчитаем количество вещества (в молях) каждого из образовавшихся алкенов, используя формулу $n = \frac{V}{V_m}$, где $V_m$ — молярный объем газа при нормальных условиях, равный 22,4 л/моль.

Количество вещества бутена-2:

$n(\text{бутен-2}) = \frac{26,88 \text{ л}}{22,4 \text{ л/моль}} = 1,2 \text{ моль}$

Количество вещества бутена-1:

$n(\text{бутен-1}) = \frac{4,48 \text{ л}}{22,4 \text{ л/моль}} = 0,2 \text{ моль}$

3. Из уравнений реакций видно, что стехиометрическое соотношение между бутанолом-2 и каждым из образующихся алкенов составляет 1:1. Это означает, что для образования 1,2 моль бутена-2 потребовалось 1,2 моль бутанола-2, а для образования 0,2 моль бутена-1 — 0,2 моль бутанола-2. Суммарное количество вещества бутанола-2, вступившего в реакцию, равно сумме количеств веществ образовавшихся алкенов.

$n_{общ.}(\text{бутанол-2}) = n(\text{бутен-1}) + n(\text{бутен-2})$

$n_{общ.}(\text{бутанол-2}) = 0,2 \text{ моль} + 1,2 \text{ моль} = 1,4 \text{ моль}$

4. Вычислим молярную массу бутанола-2 ($C_4H_{10}O$).

$M(C_4H_{10}O) = 4 \times A_r(C) + 10 \times A_r(H) + 1 \times A_r(O) = 4 \times 12 + 10 \times 1 + 16 = 74 \text{ г/моль}$

5. Найдем массу бутанола-2, вступившего в реакцию, по формуле $m = n \times M$.

$m(\text{бутанол-2}) = n_{общ.}(\text{бутанол-2}) \times M(C_4H_{10}O)$

$m(\text{бутанол-2}) = 1,4 \text{ моль} \times 74 \text{ г/моль} = 103,6 \text{ г}$

Ответ: масса бутанола-2, вступившего в реакцию, составляет 103,6 г.