Для решения этой задачи нужно воспользоваться методом расчета массовых долей и стехиометрии. Давайте разберем каждую часть пошагово.
1. Найдем количество вещества (\(n\)) для каждого из реагентов
Используем формулу для нахождения количества вещества: \[ n = \frac{m}{M} \] где:
- \( n \) — количество вещества (моль),
- \( m \) — масса (г),
- \( M \) — молярная масса (г/моль).
Для C2H6 (этан):
- Молярная масса C2H6:
- Углерод (C): 12 г/моль × 2 = 24 г/моль
- Водород (H): 1 г/моль × 6 = 6 г/моль
- Общая молярная масса C2H6: 24 + 6 = 30 г/моль
Теперь вычислим количество вещества этана: \[ n(C2H6) = \frac{105 \, \text{г}}{30 \, \text{г/моль}} = 3.5 \, \text{моль} \]
Для Br2 (бром):
- Молярная масса Br2:
- Бром (Br): 80 г/моль × 2 = 160 г/моль
Теперь вычислим количество вещества брома: \[ n(Br2) = \frac{32 \, \text{г}}{160 \, \text{г/моль}} = 0.2 \, \text{моль} \]
2. Определим стехиометрию реакции
Реакция между этаном и бромом: \[ C2H6 + Br2 \rightarrow C2H5Br + HBr \] Согласно уравнению реакции, 1 моль этана реагирует с 1 моль брома для получения 1 моль бромэтана (C2H5Br).
3. Определяем, какой реагент является ограничивающим
Сравним количество вещества реагентов:
- Для C2H6: 3.5 моль
- Для Br2: 0.2 моль
Поскольку для одной реакции требуется 1 моль Br2 на 1 моль C2H6, то мы ограничены количеством брома, так как его меньше (0.2 моль).
4. Рассчитаем количество продукта C2H5Br
Согласно стехиометрии реакции:
- 1 моль Br2 даст 1 моль C2H5Br.
Следовательно, 0.2 моль Br2 даст 0.2 моль C2H5Br.
5. Найдем массу получившегося C2H5Br
Теперь найдем массу продукта C2H5Br, используя его молярную массу.
- Молярная масса C2H5Br:
- Углерод (C): 12 г/моль × 2 = 24 г/моль
- Водород (H): 1 г/моль × 5 = 5 г/моль
- Бром (Br): 80 г/моль
- Общая молярная масса C2H5Br: 24 + 5 + 80 = 109 г/моль
Теперь рассчитаем массу C2H5Br: \[ m(C2H5Br) = n(C2H5Br) \times M(C2H5Br) = 0.2 \, \text{моль} \times 109 \, \text{г/моль} = 21.8 \, \text{г} \]
Ответ
Таким образом, масса образовавшегося бромэтана (C2H5Br) составит 21.8 г.