Дано:
- Объем бутена-1 (C4H8) = 20 дм3.
- Объем водорода (H2) = 3,2 дм3.
Найти:
- Массу брома (Br2), которую может присоединить образовавшаяся смесь органических веществ.
Решение:
1. Запишем реакцию присоединения водорода к бутену-1:
C4H8 + H2 → C4H10 (бутан).
На данном этапе мы получаем бутан (C4H10).
2. Далее, бутан может реагировать с бромом по реакции:
C4H10 + Br2 → C4H10Br2,
где одна молекула брома присоединяется к одной молекуле бутана.
3. Найдем количество молей бутена-1 и водорода на основании объемов при нормальных условиях (н. у.):
- Для газов: 1 моль занимает объем 22,4 дм3.
- n(C4H8) = V(C4H8) / 22,4 дм3/моль = 20 дм3 / 22,4 дм3/моль ≈ 0,893 моль.
- n(H2) = V(H2) / 22,4 дм3/моль = 3,2 дм3 / 22,4 дм3/моль ≈ 0,143 моль.
4. Теперь определим, сколько водорода потребуется для полного присоединения к бутену-1:
Учитывая, что 1 моль бутена-1 присоединяет 1 моль водорода, доступного водорода будет достаточно для реакции с бутеном-1. В результате будет получено 0,143 моль бутана.
5. Теперь найдем, сколько брома нужно для реакции с 0,143 моль бутана:
В реакции с бромом также требуется 1 моль брома на каждую 1 моль бутана. То есть, необходимо 0,143 моль Br2.
6. Рассчитаем массу брома:
Молярная масса брома (Br2) = 2 * 79,9 г/моль = 159,8 г/моль.
m(Br2) = n(Br2) * M(Br2) = 0,143 моль * 159,8 г/моль ≈ 22,84 г.
Ответ:
Масса брома, которую может присоединить образовавшаяся смесь органических веществ, составляет приблизительно 22,84 г.