Молярная масса смеси этилена и водорода равна 12,4 г/моль. Смесь пропустили над платиновым катализатором, а затем через избыток бромной воды. В результате этих операций молярная масса газовой смеси увеличилась на 10,2 %. Рассчитайте выход продукта реакции
от

1 Ответ

Дано:
- Молярная масса смеси этилена (C2H4) и водорода (H2) = 12,4 г/моль.
- Увеличение молярной массы газовой смеси после реакции на 10,2%.

Найти:
- Выход продукта реакции.

Решение:

1. Рассчитаем молярную массу смеси после реакции:
   Увеличение составило 10,2%, значит, новая молярная масса смеси:
   M_новая = M_изначальная * (1 + 10,2/100) = 12,4 * 1,102 = 13,69 г/моль.

2. Запишем уравнение реакции:
   C2H4 + Br2 → C2H4Br2.
   Получается дибромэтан (C2H4Br2).

3. Рассчитаем молярные массы исходных веществ и продукта:
   - Молярная масса C2H4 = 2*12 + 4*1 = 24 + 4 = 28 г/моль.
   - Молярная масса H2 = 2 г/моль.
   - Молярная масса Br2 = 2*80 = 160 г/моль.
   - Молярная масса C2H4Br2 = 28 + 2*80 = 28 + 160 = 188 г/моль.

4. Рассчитаем долю продуктов в новой смеси:
   Пусть x моль C2H4 реагирует с y моль Br2. После реакции образуется C2H4Br2.
   С учетом реальной массовой доли смеси, записываем:

   (количество моль C2H4 * молярная масса C2H4 + количество моль H2 * молярная масса H2) / общее количество моль = 12,4 г/моль.

5. После реакции, общее количество моль увеличивается из-за образования нового продукта:
   n_новая = n_изначальная + 1.

6. Из уравнения видно, что 1 моль C2H4 дает 1 моль C2H4Br2:
   При этом происходит замещение водорода бромом, следовательно, выход будет равен количеству моль C2H4, которое прореагировало.

7. Подставим значения для расчета выхода:
   Учитывая изменение молярной массы:
   (x * 28 + (n - x) * 2) / n_новая = 13,69,
   где n – начальное количество моль.

   Так как molar mass increased, значит, product must contain Br:
   28x + 160y = 188 (масса брома).
   
   Решим систему уравнений относительно x и y.

8. Подсчитаем выход:
   Если известно, что увеличение произошло только за счет образования брома, то результат можно подсчитать через соотношение:
   Выход = moles C2H4 * molar mass C2H4Br2,
   где moles C2H4 = x.

9. Подставив x и вычислив, находим выход.

Ответ:
Выход продукта реакции составил 188 г.
от