Дано:
- Плотность газообразной смеси алкенов по водороду = 28.
- Максимально присоединяемая масса брома = 64 г.
Найти:
- Структурные формулы и названия алкенов, входящих в состав смеси.
- Массу исходной смеси алкенов.
- Массу продуктов реакции бромирования.
Решение:
1. Определим молекулярную массу газа, которая соответствует плотности по водороду. Плотность (D) рассчитывается по формуле:
D = M / 2, где M - молекулярная масса газа в г/моль.
Подставляем значение плотности:
28 = M / 2,
M = 28 * 2 = 56 г/моль.
2. Теперь определим возможные алкены с молекулярной массой 56 г/моль. Это может быть:
- 1-бутен (C4H8), молекулярная масса = 70 г/моль (не подходит).
- 2-бутен (C4H8), молекулярная масса = 70 г/моль (не подходит).
- 1-пентен (C5H10), молекулярная масса = 70 г/моль (не подходит).
- 2-пентен (C5H10), молекулярная масса = 70 г/моль (не подходит).
- 3-гексен (C6H12), молекулярная масса = 84 г/моль (не подходит).
- 1-бутадиен (C4H6), молекулярная масса = 54 г/моль (подходит).
Наиболее вероятные алкены: 1-бутадиен и 2-метилпропен (C5H10). 2-метилпропен имеет молекулярную массу 70 г/моль, что также не подходит.
3. Из предыдущих расчетов видно, что единственным подходящим является 1-бутадиен.
Структурная формула 1-бутадиена:
CH2=CH-CH=CH2.
4. Рассчитаем количество моль брома, который может быть присоединен:
Молекулярная масса брома (Br2) = 159,8 г/моль.
n(бром) = 64 г / 159,8 г/моль ≈ 0,400 моль.
5. Поскольку на каждую двойную связь в алкенах требуется 1 моль брома, 1-бутадиен может присоединить два моля брома (по двум двойным связям):
n(алкены) = n(бром) / 2 = 0,400 моль / 2 = 0,200 моль.
6. Рассчитаем массу исходной смеси алкенов. Молекулярная масса 1-бутадиена = 54 г/моль.
масса(алкены) = n(алкены) * молекулярная масса = 0,200 моль * 54 г/моль = 10,8 г.
7. Рассчитаем массу продуктов реакции бромирования. В результате бромирования 1-бутадиена образуются два моля бромидов углеводородов (например, 1,2-дибромбутан).
n(продукты) = n(алкены) = 0,200 моль.
Молекулярная масса 1,2-дибромбутана (C4H8Br2) = 54 + 159,8 = 213,8 г/моль.
масса(продукты) = n(продукты) * молекулярная масса = 0,200 моль * 213,8 г/моль = 42,76 г.
Ответ:
Структурные формулы алкенов: 1-бутадиен.
Масса исходной смеси алкенов составляет примерно 10,8 г; масса продуктов реакции бромирования составляет примерно 42,76 г.