Номер 3, страница 61 - гдз по химии 11 класс учебник Оспанова, Аухадиева

•3. Какой объем (н. у.) хлора потребуется для получения тетрахлорида $C_n H_{2n-2} Cl_4$ из 10,8 г диенового углеводорода $C_n H_{2n-2}$, если известно, что на бромирование одной двойной связи в 10,8 г этого диена пошло 32 г брома?

Ответ: 8,96 л.

Дано:

Масса диенового углеводорода ($m(C_nH_{2n-2})$) = 10,8 г

Масса брома ($m(Br_2)$) = 32 г

Условия: нормальные (н. у.)

Найти:

Объем хлора $V(Cl_2)$ — ?

Решение:

1. В задаче дано, что на бромирование одной двойной связи в 10,8 г диена $C_nH_{2n-2}$ потребовалось 32 г брома. Это означает, что диен и бром реагируют в мольном соотношении 1:1. Составим уравнение реакции:

$C_nH_{2n-2} + Br_2 \rightarrow C_nH_{2n-2}Br_2$

2. Найдем количество вещества брома ($Br_2$), участвовавшего в реакции. Молярная масса брома $M(Br_2) = 2 \cdot 80 = 160$ г/моль.

$n(Br_2) = \frac{m(Br_2)}{M(Br_2)} = \frac{32 \text{ г}}{160 \text{ г/моль}} = 0,2$ моль.

3. Согласно уравнению реакции, количество вещества диена, вступившего в реакцию, равно количеству вещества брома:

$n(C_nH_{2n-2}) = n(Br_2) = 0,2$ моль.

4. Зная массу (10,8 г) и количество вещества (0,2 моль) диена, можем найти его молярную массу:

$M(C_nH_{2n-2}) = \frac{m(C_nH_{2n-2})}{n(C_nH_{2n-2})} = \frac{10,8 \text{ г}}{0,2 \text{ моль}} = 54$ г/моль.

5. Молярная масса углеводорода с общей формулой $C_nH_{2n-2}$ вычисляется как $M = 12 \cdot n + 1 \cdot (2n-2) = 14n - 2$. Приравняем это выражение к найденной молярной массе и найдем $\text{n}$:

$14n - 2 = 54$

$14n = 56$

$n = 4$

Таким образом, формула диенового углеводорода - $C_4H_{2 \cdot 4 - 2}$, то есть $C_4H_6$ (бутадиен).

6. Теперь определим объем хлора, который потребуется для получения тетрахлорида $C_4H_6Cl_4$ из 10,8 г бутадиена ($C_4H_6$). Реакция идет с разрывом обеих двойных связей, поэтому на 1 моль диена требуется 2 моль хлора:

$C_4H_6 + 2Cl_2 \rightarrow C_4H_6Cl_4$

7. Мы уже знаем, что количество вещества бутадиена в 10,8 г составляет 0,2 моль. По уравнению реакции, количество вещества хлора в два раза больше:

$n(Cl_2) = 2 \cdot n(C_4H_6) = 2 \cdot 0,2 \text{ моль} = 0,4$ моль.

8. Рассчитаем объем хлора при нормальных условиях (н. у.), используя молярный объем газов $V_m = 22,4$ л/моль:

$V(Cl_2) = n(Cl_2) \cdot V_m = 0,4 \text{ моль} \cdot 22,4 \text{ л/моль} = 8,96$ л.

Ответ: 8,96 л.