Номер 117, страница 42 - гдз по химии 10-11 класс задачник Еремин, Дроздов

2.117. Алкен массой 22,4 г обработали избытком бромоводорода. При этом получился бромалкан массой 54,8 г. Определите молекулярную формулу алкена и запишите уравнение реакции гидробромирования.

Дано:

$m(\text{алкена}) = 22,4 \text{ г}$

$m(\text{бромалкана}) = 54,8 \text{ г}$

Найти:

Молекулярная формула алкена - ?

Уравнение реакции гидробромирования - ?

Решение:

1. Реакция гидробромирования алкена — это реакция присоединения, в ходе которой молекула бромоводорода (HBr) присоединяется к алкену по месту двойной связи. Запишем уравнение реакции в общем виде. Общая формула алкенов – $C_nH_{2n}$:

$C_nH_{2n} + HBr \rightarrow C_nH_{2n+1}Br$

2. По закону сохранения массы, масса продуктов реакции равна массе исходных веществ. В данном случае масса образовавшегося бромалкана равна сумме масс исходного алкена и прореагировавшего бромоводорода. Найдем массу бромоводорода, вступившего в реакцию:

$m(HBr) = m(C_nH_{2n+1}Br) - m(C_nH_{2n})$

$m(HBr) = 54,8 \text{ г} - 22,4 \text{ г} = 32,4 \text{ г}$

3. Рассчитаем молярную массу бромоводорода, используя относительные атомные массы элементов: $A_r(H) \approx 1$, $A_r(Br) \approx 80$.

$M(HBr) = A_r(H) + A_r(Br) = 1 + 80 = 81 \text{ г/моль}$

4. Найдем количество вещества (число молей) прореагировавшего бромоводорода:

$n(HBr) = \frac{m(HBr)}{M(HBr)} = \frac{32,4 \text{ г}}{81 \text{ г/моль}} = 0,4 \text{ моль}$

5. Согласно стехиометрическим коэффициентам в уравнении реакции, 1 моль алкена реагирует с 1 моль бромоводорода. Следовательно, количество вещества алкена, вступившего в реакцию, также равно 0,4 моль.

$n(C_nH_{2n}) = n(HBr) = 0,4 \text{ моль}$

6. Зная массу и количество вещества алкена, можем рассчитать его молярную массу:

$M(C_nH_{2n}) = \frac{m(C_nH_{2n})}{n(C_nH_{2n})} = \frac{22,4 \text{ г}}{0,4 \text{ моль}} = 56 \text{ г/моль}$

7. Молярная масса алкена с общей формулой $C_nH_{2n}$ выражается через $n$ следующим образом: $M(C_nH_{2n}) = 12 \cdot n + 1 \cdot 2n = 14n$. Приравняем это выражение к найденной молярной массе и найдем $n$:

$14n = 56$

$n = \frac{56}{14} = 4$

Таким образом, в молекуле алкена содержится 4 атома углерода. Его молекулярная формула – $C_4H_8$ (бутен).

8. Запишем уравнение реакции гидробромирования для бутена ($C_4H_8$):

$C_4H_8 + HBr \rightarrow C_4H_9Br$

Ответ: Молекулярная формула алкена – $C_4H_8$. Уравнение реакции гидробромирования: $C_4H_8 + HBr \rightarrow C_4H_9Br$.