Дано:
- Общий объем смеси (пропан + алкен) = 17,92 дм3.
- Уменьшение объема газа в результате реакции = в 4 раза.
- Увеличение массы склянки с бромной водой = 16,8 г.
Найти:
- Формулу алкена.
Решение:
1. Найдем начальное количество молей смеси газов:
V(смесь) = n(смесь) * 22,4 дм3/моль.
n(смесь) = V(смесь) / 22,4 дм3/моль = 17,92 дм3 / 22,4 дм3/моль ≈ 0,800 моль.
2. Объем после реакции уменьшился в 4 раза, значит, оставшийся объем газа составляет:
V(остаток) = V(смесь) / 4 = 17,92 дм3 / 4 = 4,48 дм3.
3. Количество молей оставшегося газа после реакций:
n(остаток) = V(остаток) / 22,4 дм3/моль = 4,48 дм3 / 22,4 дм3/моль ≈ 0,200 моль.
4. Таким образом, количество молей газа, который вступил в реакцию:
n(реакция) = n(смесь) - n(остаток) = 0,800 моль - 0,200 моль = 0,600 моль.
5. Зная, что для полной реакции одного моль алкена с бромом образуется одно моль бромалкана, а пропан (C3H8) не дает реакции с бромом, можно записать уравнение реакции:
Алкен + Br2 → Бромалкан.
6. Увеличение массы склянки с бромной водой на 16,8 г соответствует количеству брома, который присоединился к алкену.
Молярная масса Br2 = 2 * 79,9 = 159,8 г/моль.
Количество молей брома, которое вступило в реакцию:
n(Br2) = m(Br2) / M(Br2) = 16,8 г / 159,8 г/моль ≈ 0,105 моль.
7. Поскольку каждый моль алкена требует один моль брома для реакции, значит, 0,600 моль алкена может быть получено из 0,600 моль по уравнению:
n(алкен) = n(реакция) ≈ 0,600 моль.
8. Определим формулу алкена. Если в реакции участвует 0,600 моль брома, то это указывает на то, что мы имеем алкен с формулой CnH2n.
Используя соотношение:
n = m(алкен) / M(алкен)
Поскольку пропан - это C3H8, то оставшаяся часть смеси должна составлять 0,600 моль алкена, который может быть, например, 1-бутен (C4H8).
Ответ:
Формула алкена — C4H8.