Номер 37, страница 30 - гдз по химии 10-11 класс задачник Еремин, Дроздов

2.37. При бромировании пропана было получено 80 г 2-бромпропана и 5 г 1-бромпропана. Рассчитайте массы пропана и брома, вступивших в реакцию.

Дано:

$m(\text{2-бромпропан}) = 80 \text{ г}$

$m(\text{1-бромпропан}) = 5 \text{ г}$

Найти:

$m(C_3H_8) - ?$

$m(Br_2) - ?$

Решение:

Бромирование пропана приводит к образованию двух изомерных продуктов: 1-бромпропана и 2-бромпропана. Запишем уравнения соответствующих реакций:

1) $C_3H_8 + Br_2 \xrightarrow{h\nu} CH_3CH_2CH_2Br + HBr$

2) $C_3H_8 + Br_2 \xrightarrow{h\nu} CH_3CH(Br)CH_3 + HBr$

Оба продукта, 1-бромпропан и 2-бромпропан, являются изомерами и имеют одинаковую химическую формулу $C_3H_7Br$ и, следовательно, одинаковую молярную массу.

Рассчитаем молярные массы веществ, участвующих в реакции, используя округленные относительные атомные массы: $A_r(C) = 12$, $A_r(H) = 1$, $A_r(Br) = 80$.

Молярная масса пропана ($C_3H_8$):

$M(C_3H_8) = 3 \cdot 12 + 8 \cdot 1 = 44 \text{ г/моль}$

Молярная масса брома ($Br_2$):

$M(Br_2) = 2 \cdot 80 = 160 \text{ г/моль}$

Молярная масса бромпропана ($C_3H_7Br$):

$M(C_3H_7Br) = 3 \cdot 12 + 7 \cdot 1 + 80 = 123 \text{ г/моль}$

Найдем общее количество вещества ($\nu$) полученных бромпропанов. Для этого сначала найдем их общую массу:

$m_{общ}(C_3H_7Br) = m(\text{1-бромпропан}) + m(\text{2-бромпропан}) = 5 \text{ г} + 80 \text{ г} = 85 \text{ г}$

Теперь найдем общее количество вещества бромпропанов:

$\nu_{общ}(C_3H_7Br) = \frac{m_{общ}(C_3H_7Br)}{M(C_3H_7Br)} = \frac{85 \text{ г}}{123 \text{ г/моль}}$

Из уравнений реакций следует, что для образования 1 моль любого из бромпропанов расходуется 1 моль пропана и 1 моль брома (соотношение 1:1). Следовательно, общее количество вещества вступивших в реакцию пропана и брома равно общему количеству вещества образовавшихся продуктов:

$\nu(C_3H_8) = \nu(Br_2) = \nu_{общ}(C_3H_7Br) = \frac{85}{123} \text{ моль}$

Рассчитаем массы пропана и брома, вступивших в реакцию.

Масса пропана:

$m(C_3H_8) = \nu(C_3H_8) \cdot M(C_3H_8) = \frac{85}{123} \text{ моль} \cdot 44 \text{ г/моль} = \frac{3740}{123} \text{ г} \approx 30.41 \text{ г}$

Масса брома:

$m(Br_2) = \nu(Br_2) \cdot M(Br_2) = \frac{85}{123} \text{ моль} \cdot 160 \text{ г/моль} = \frac{13600}{123} \text{ г} \approx 110.57 \text{ г}$

Ответ: масса вступившего в реакцию пропана составляет 30.41 г, масса брома – 110.57 г.