Для решения данной задачи мы должны использовать химическую реакцию между 1,4-дибромбутаном и натрием. Так как натрий является металлом, он реагирует с галогенами, образуя соединение и выделяя газ (в данном случае это будет бромистый водород).
Уравнение реакции можно записать следующим образом:
Из уравнения видно, что для каждой молекулы 1,4-дибромбутана требуется 2 молекулы натрия. Также укажем мольные массы веществ для проведения дальнейших расчетов:
Молярная масса 1,4-дибромбутана (C₄H₈Br₂) = 195,88 г/моль
Молярная масса натрия (Na) = 22,99 г/моль
Теперь, чтобы определить массу циклоалкана, нам нужно выполнить следующие шаги:
1. Рассчитаем количество вещества 1,4-дибромбутана (C₄H₈Br₂) и натрия (Na) в граммах, используя следующую формулу:
масса = количество вещества × молярная масса
Для 1,4-дибромбутана:
количество вещества = масса / молярная масса = 64,8 г / 195,88 г/моль ≈ 0,33 моль
Для натрия:
количество вещества = масса / молярная масса = 20,5 г / 22,99 г/моль ≈ 0,89 моль
2. Учитывая стехиометрию реакции, определяем, какое количество натрия будет запасено и сколько будет использовано:
из уравнения видно, что для каждой молекулы 1,4-дибромбутана требуется 2 молекулы натрия, значит используется 2 × 0,33 моль = 0,66 моль натрия
3. Из остатка натрия (0,89 моль - 0,66 моль = 0,23 моль) рассчитываем массу образовавшегося бромида натрия:
масса бромида натрия = количество вещества × молярная масса = 0,23 моль × 147,99 г/моль = 34,03 г
4. Вычисляем массу циклоалкана, используя уравнение реакции и формулу:
масса 1-цис-циклобутана = масса 1,4-дибромбутана - масса бромида натрия = 64,8 г - 34,03 г = 30,77 г
5. Наконец, учитывая выход продукта в 85%, найдем массу образовавшегося циклоалкана:
масса циклоалкана = масса 1-цис-циклобутана × выход продукта = 30,77 г × 0,85 = 26,15 г
Итак, в результате реакции образуется 1-цис-циклобутан (C₄H₈) массой 26,15 г.
Для решения данной задачи необходимо учесть химическую реакцию сжигания ацетилена и воспользоваться соответствующими коэффициентами стехиометрического уравнения реакции.
Из уравнения видно, что при сжигании 1 моль ацетилена образуется 2 моля CO2 и 1 моль воды (H2O).
Шаг 1: Расчет количества молей ацетилена
Дано: объем ацетилена - 11,2 л
1 моль газа занимает 22,4 л при н.у. (нормальных условиях)
Таким образом, количество молей ацетилена можно рассчитать по формуле:
количество молей = объем / 22,4 л/моль
количество молей = 11,2 л / 22,4 л/моль
количество молей = 0,5 моль
Шаг 2: Расчет количества молей углекислого газа (CO2)
Согласно стехиометрическому уравнению реакции, количество молей CO2 будет равно удвоенному количеству молей ацетилена:
количество молей CO2 = 2 * количество молей ацетилена
количество молей CO2 = 2 * 0,5 моль
количество молей CO2 = 1 моль
Шаг 3: Расчет количества молей воды (H2O)
Согласно стехиометрическому уравнению реакции, количество молей воды будет равно количеству молей ацетилена:
количество молей H2O = количество молей ацетилена
количество молей H2O = 0,5 моль
Шаг 4: Расчет массы воды и углекислого газа
Для расчета массы необходимо использовать молярные массы соответствующих веществ.
Молярная масса воды (H2O) = 18 г/моль
Молярная масса углекислого газа (CO2) = 44 г/моль
Масса воды = количество молей H2O * молярная масса H2O
Масса воды = 0,5 моль * 18 г/моль
Масса воды = 9 г
Масса углекислого газа = количество молей CO2 * молярная масса CO2
Масса углекислого газа = 1 моль * 44 г/моль
Масса углекислого газа = 44 г
Таким образом, при сжигании 11,2 л ацетилена при н.у. образуется 9 г воды и 44 г углекислого газа.
Уравнение реакции можно записать следующим образом:
1,4-дибромбутан + 2Na → 1-цис-циклобутан + 2NaBr + H₂
Из уравнения видно, что для каждой молекулы 1,4-дибромбутана требуется 2 молекулы натрия. Также укажем мольные массы веществ для проведения дальнейших расчетов:
Молярная масса 1,4-дибромбутана (C₄H₈Br₂) = 195,88 г/моль
Молярная масса натрия (Na) = 22,99 г/моль
Теперь, чтобы определить массу циклоалкана, нам нужно выполнить следующие шаги:
1. Рассчитаем количество вещества 1,4-дибромбутана (C₄H₈Br₂) и натрия (Na) в граммах, используя следующую формулу:
масса = количество вещества × молярная масса
Для 1,4-дибромбутана:
количество вещества = масса / молярная масса = 64,8 г / 195,88 г/моль ≈ 0,33 моль
Для натрия:
количество вещества = масса / молярная масса = 20,5 г / 22,99 г/моль ≈ 0,89 моль
2. Учитывая стехиометрию реакции, определяем, какое количество натрия будет запасено и сколько будет использовано:
из уравнения видно, что для каждой молекулы 1,4-дибромбутана требуется 2 молекулы натрия, значит используется 2 × 0,33 моль = 0,66 моль натрия
3. Из остатка натрия (0,89 моль - 0,66 моль = 0,23 моль) рассчитываем массу образовавшегося бромида натрия:
масса бромида натрия = количество вещества × молярная масса = 0,23 моль × 147,99 г/моль = 34,03 г
4. Вычисляем массу циклоалкана, используя уравнение реакции и формулу:
масса 1-цис-циклобутана = масса 1,4-дибромбутана - масса бромида натрия = 64,8 г - 34,03 г = 30,77 г
5. Наконец, учитывая выход продукта в 85%, найдем массу образовавшегося циклоалкана:
масса циклоалкана = масса 1-цис-циклобутана × выход продукта = 30,77 г × 0,85 = 26,15 г
Итак, в результате реакции образуется 1-цис-циклобутан (C₄H₈) массой 26,15 г.
Химическое уравнение реакции сжигания ацетилена:
C2H2 + 2O2 -> 2CO2 + H2O
Из уравнения видно, что при сжигании 1 моль ацетилена образуется 2 моля CO2 и 1 моль воды (H2O).
Шаг 1: Расчет количества молей ацетилена
Дано: объем ацетилена - 11,2 л
1 моль газа занимает 22,4 л при н.у. (нормальных условиях)
Таким образом, количество молей ацетилена можно рассчитать по формуле:
количество молей = объем / 22,4 л/моль
количество молей = 11,2 л / 22,4 л/моль
количество молей = 0,5 моль
Шаг 2: Расчет количества молей углекислого газа (CO2)
Согласно стехиометрическому уравнению реакции, количество молей CO2 будет равно удвоенному количеству молей ацетилена:
количество молей CO2 = 2 * количество молей ацетилена
количество молей CO2 = 2 * 0,5 моль
количество молей CO2 = 1 моль
Шаг 3: Расчет количества молей воды (H2O)
Согласно стехиометрическому уравнению реакции, количество молей воды будет равно количеству молей ацетилена:
количество молей H2O = количество молей ацетилена
количество молей H2O = 0,5 моль
Шаг 4: Расчет массы воды и углекислого газа
Для расчета массы необходимо использовать молярные массы соответствующих веществ.
Молярная масса воды (H2O) = 18 г/моль
Молярная масса углекислого газа (CO2) = 44 г/моль
Масса воды = количество молей H2O * молярная масса H2O
Масса воды = 0,5 моль * 18 г/моль
Масса воды = 9 г
Масса углекислого газа = количество молей CO2 * молярная масса CO2
Масса углекислого газа = 1 моль * 44 г/моль
Масса углекислого газа = 44 г
Таким образом, при сжигании 11,2 л ацетилена при н.у. образуется 9 г воды и 44 г углекислого газа.