Номер 3, страница 84 - гдз по химии 11 класс учебник Оспанова, Аухадиева

• 3. Ацетиленовый углеводород может максимально присоединить 160 г брома с образованием продукта реакции массой 180 г. Установитемолекулярную формулу этого углеводорода.

Ответ: пропин.

3. Дано:

Масса брома: $m(Br_2) = 160 \text{ г}$

Масса продукта реакции: $m(\text{продукта}) = 180 \text{ г}$

Исходное вещество - ацетиленовый углеводород (алкин).

Найти:

Молекулярную формулу углеводорода.

Решение:

Ацетиленовые углеводороды (алкины) имеют общую формулу $C_n H_{2n-2}$ и содержат в своей структуре одну тройную связь. Максимальное присоединение брома означает, что происходит реакция полного гидробромирования по тройной связи, в результате чего образуется тетрабромпроизводное алкана.

Уравнение реакции в общем виде выглядит следующим образом:

$C_n H_{2n-2} + 2Br_2 \rightarrow C_n H_{2n-2} Br_4$

На основе закона сохранения массы веществ, масса исходного углеводорода (алкина) равна разности масс образовавшегося продукта и массы брома, вступившего в реакцию:

$m(C_n H_{2n-2}) = m(\text{продукта}) - m(Br_2)$

$m(C_n H_{2n-2}) = 180 \text{ г} - 160 \text{ г} = 20 \text{ г}$

Рассчитаем количество вещества (в молях) брома $Br_2$. Для этого нам понадобится его молярная масса. Атомная масса брома $Ar(Br) \approx 80 \text{ а.е.м.}$.

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

Теперь найдем количество вещества брома:

$n(Br_2) = \frac{m(Br_2)}{M(Br_2)} = \frac{160 \text{ г}}{160 \text{ г/моль}} = 1 \text{ моль}$

Из уравнения реакции видно, что алкин и бром реагируют в мольном соотношении $1:2$. Следовательно, количество вещества алкина в два раза меньше количества вещества брома:

$n(C_n H_{2n-2}) = \frac{1}{2} n(Br_2) = \frac{1}{2} \times 1 \text{ моль} = 0.5 \text{ моль}$

Зная массу и количество вещества углеводорода, можем определить его молярную массу:

$M(C_n H_{2n-2}) = \frac{m(C_n H_{2n-2})}{n(C_n H_{2n-2})} = \frac{20 \text{ г}}{0.5 \text{ моль}} = 40 \text{ г/моль}$

Выразим молярную массу алкина через общую формулу $C_n H_{2n-2}$, используя атомные массы углерода ($Ar(C) = 12$) и водорода ($Ar(H) = 1$):

$M(C_n H_{2n-2}) = 12 \cdot n + 1 \cdot (2n - 2) = 12n + 2n - 2 = 14n - 2$

Составим и решим уравнение:

$14n - 2 = 40$

$14n = 42$

$n = \frac{42}{14} = 3$

Таким образом, искомый углеводород содержит 3 атома углерода. Его молекулярная формула: $C_3 H_{2 \cdot 3 - 2}$, то есть $C_3 H_4$. Данный углеводород - пропин.

Ответ: Молекулярная формула углеводорода - $C_3H_4$ (пропин).