Дано:
- Масса алкена = 3,5 г.
- Масса брома (Br2) = 8 г.
Найти:
- Структурную формулу алкена, который может существовать в виде двух пространственных изомеров (цис- и транс-).
Решение:
1. Найдем молярные массы компонентов:
- Молярная масса брома (Br2) = 2 * 79,9 г/моль = 159,8 г/моль.
- Молярная масса углерода (C) = 12 г/моль, водорода (H) = 1 г/моль.
2. Определим количество молей брома:
n(Br2) = m(Br2) / M(Br2) = 8 г / 159,8 г/моль ≈ 0,050 моль.
3. Реакция присоединения брома к алкену описывается следующим образом:
R-CH=CH-R' + Br2 → R-CHBr-CHBr-R'.
При этом на одну двойную связь алкен присоединяет одну молекулу брома.
4. Для одного моль алкена требуется одна молекула брома. Значит, количества молей алкена будет равно количеству молей брома:
n(алкен) = n(Br2) = 0,050 моль.
5. Теперь найдем массу алкена:
m(алкен) = n(алкен) * M(алкен).
Итак, массу алкена можно выразить через его молярную массу:
3,5 г = 0,050 моль * M(алкен).
Отсюда найдем молярную массу алкена:
M(алкен) = 3,5 г / 0,050 моль = 70 г/моль.
6. Определим возможные молекулы алкена с молярной массой 70 г/моль:
Возможные структурные формулы алкена при той же общей формуле CnH2n:
- C4H8 (для н=4): 4*12 + 8*1 = 48 + 8 = 56 г/моль (не подходит).
- C5H10 (для н=5): 5*12 + 10*1 = 60 + 10 = 70 г/моль (подходит).
7. Поскольку C5H10 может существовать в виде двух пространственных изомеров (цис- и транс-), то это указывает на наличие двойной связи между двумя углеродами.
8. Структурные формулы:
- Цис-изомер:
CH3-CH=CH-CH3 (цис-2-пентен).
- Транс-изомер:
CH3-CH=CH-CH3 (транс-2-пентен).
Ответ:
Структурная формула алкена — цис- и транс-2-пентен (C5H10).