17. Этилен объёмом 16,8 л (н. у) пропустили через бром- ную воду массой 400 г с массовой долей брома 2%. Масса продукта реакции составляет,
Для решения данной задачи, начнем с уяснения информации:
Этилен (C₂H₄) реагирует с бромом (Br₂) по реакции, в результате которой образуется бромэтан (C₂H₄Br₂).
Нам дан объём этилена: 16,8 л в нормальных условиях (н. у.). По уравнению состояния газа, 1 моль газа занимает 22,4 л. Мы можем найти количество молей этилена:
\[ n(C₂H₄) = \frac{V}{V_{м}} = \frac{16,8 \, \text{л}}{22,4 \, \text{л/моль}} = 0,75 \, \text{моль} \]
Далее, рассчитаем количество брома в воде. У нас есть 400 г раствора с массовой долей брома 2%. Сначала найдем массу брома:
\[ m(Br) = 0,02 \times 400 \, \text{г} = 8 \, \text{г} \]
Переведём массу брома в моле для дальнейших расчетов. Молярная масса брома (Br) составляет примерно 80 г/моль:
\[ n(Br) = \frac{m(Br)}{M(Br)} = \frac{8 \, \text{г}}{80 \, \text{г/моль}} = 0,1 \, \text{моль} \]
Реакция между этиленом и бромом происходит в соотношении 1:1. Это означает, что для реакции нам нужно равное количество молей брома и этилена. В этом случае у нас есть 0,75 моль этилена и 0,1 моль брома.
Бром является лимитирующим реагентом, поскольку его меньше. Таким образом, вся масса брома реагирует.
Теперь найдём массу образовавшегося продукта (бромэтан). Молярная масса бромэтана (C₂H₄Br₂) составляет:
\[ M(C₂H₄Br₂) = 2 \times 12 \, \text{г/моль} + 4 \times 1 \, \text{г/моль} + 2 \times 80 \, \text{г/моль} = 188 \, \text{г/моль} \]
Мы знаем, что 0,1 моль брома реагирует, и поэтому будет образовано 0,1 моль бромэтана:
\[ m(C₂H₄Br₂) = n(C₂H₄Br₂) \times M(C₂H₄Br₂) = 0,1 \, \text{моль} \times 188 \, \text{г/моль} = 18,8 \, \text{г} \]
Таким образом, масса продукта реакции составляет 18,8 г.
