А Задание 1 (50 баллов).
Решите задачу. Выведите молекулярную формулу углеводорода, в котором массовая доля углерода составляет 87,8 %. Плотность данного вещества по азоту равна 2,93. Составьте пять структурных формул его возможных изомеров и дайте им названия.
Задание 2 (30 баллов).
Решите задачу. Какие объём и масса бутина-1 (н. у.) должны вступить в реакцию с водородом, чтобы получить 17,4 г бутана?
Задание 3 (20 баллов).
Сколько граммов дибромэтана может быть получено из смеси 1 моль этилена и 5,125 л брома при нормальных условиях
### Задание 1
#### Определение молекулярной формулы
1. **Массовая доля углерода** \( C \) составляет \( 87,8\% \). Это значит, что в 100 г вещества содержится 87,8 г углерода и 12,2 г водорода \( H \).
2. **Определим количество моль** каждого элемента:
- Молярная масса углерода \( C \) = 12 г/моль
- Молярная масса водорода \( H \) = 1 г/моль
\[
n_C = \frac{87,8 \, \text{г}}{12 \, \text{г/моль}} \approx 7,32 \, \text{моль}
\]
\[
n_H = \frac{12,2 \, \text{г}}{1 \, \text{г/моль}} = 12,2 \, \text{моль}
\]
3. **Составим соотношение**:
- Соотношение углерода \( C:H = 7,32:12,2 \)
Упрощаем это соотношение:
\[
C:H \approx 1:1,67 \approx 3:5
\]
4. **Молекулярная формула**: На основе соотношения получаем:
- \( C_3H_6 \)
5. **Плотность по азоту**: Плотность углеводорода по азоту (N₂) равна 2,93. Плотность углеводорода можно выразить через его молекулярную массу \( M \):
\[
D = \frac{M}{V} \cdot \frac{29 \text{ г/моль}}{1 \text{ г/моль}} = 2,93 \implies M \approx 2,93 \times 28 \approx 82,04 \text{ г/моль}
\]
6. **Итак, определяем формулу**:
- Если \( C_3H_6 \) — это эмпирическая формула, то молекулярная формула: \( C_6H_{12} \).
#### Возможные изомеры (C6H12)
1. Гексен (н. у) — CH2=CH-CH2-CH2-CH2-CH3
2. 2-гексен (н. у) — CH3-CH=CH-CH2-CH2-CH3
3. 3-гексен (н. у) — CH3-CH2-CH=CH-CH2-CH3
4. Цис- и транс-3-гексены
5. Метилпентен (метил на 2 или 3 углероде)
### Задание 2
#### Определим объем и массу бутина-1
1. **Согласно реакции**:
\[
\text{C4H10} + \text{H2} \rightarrow \text{C4H10}
\]
- Для полной задействованной реакции нужно 1 моль водорода на моль бутана.
2. **Масса бутана** = 17,4 г. Молярная масса бутана \( \approx 58 \, \text{г/моль} \):
\[
n_{\text{бутан}} = \frac{17,4 \, \text{г}}{58 \, \text{г/моль}} \approx 0,30 \, \text{моль}
\]
3. **Для образования 0,30 моль бутана необходимо 0,30 моль бутина-1**. Молярная масса бутина-1:
\[
M_{бутин-1} \approx 58 \, \text{г/моль}
\]
Масса:
\[
m = n \cdot M = 0,30 \text{ моль} \cdot 58 \text{ г/моль} \approx 17,4 \text{ г}
\]
4. **Определим объем** (н.у.):
\[
V = n_{бутин-1} \cdot 22.4 \text{ л/моль} \approx 0,30 \, \text{моль} \cdot 22.4 \text{ л/моль} \approx 6.72 \text{ л}
\]
### Задание 3
#### Получение дибромэтана из смеси
1. **Реакция**:
\[
\text{C2H4} + \text{Br2} \rightarrow \text{C2H4Br2}
\]
- Для реакции 1 моль этилена реагирует с 1 моль брома, чтобы получить 1 моль дибромэтана.
2. **Этилен**: 1 моль
- Имеем 5,125 л брома (при н. у. 1 моль газа занимает 22,4 л):
\[
n_{Br2} = \frac{5,125 \, \text{л}}{22,4 \, \text{л/моль}} \approx 0.229 \, \text{моль}
\]
3. **Так как 0.229 моль брома меньше, чем этилена, он будет реагировать полностью**.
4. **Масса дибромэтана**:
\[
n_{C2H4Br2} = n_{Br2} \approx 0,229 \, \text{моль}
\]
Молярная масса дибромэтана \( C2H4Br2 \):
\[
M_{C2H4Br2} = 2 \cdot 12 + 4 + 2 \cdot 80 \approx 188 \, \text{г/моль}
\]
\[
m = n \cdot M \approx 0,229 \, \text{моль} \cdot 188 \, \text{г/моль} \approx 42,9 \, \text{г}
\]
Таким образом, из смеси 1 моль этилена и 5,125 л брома может быть получено около 42,9 г дибромэтана.
