номер 6, страница 105 - гдз по химии 10 класс учебник Колевич, Матулис

6.После пропускания через склянку с бромной водой (избыток) $20 \text{ дм}^3$ (н. у.) смеси этана и этилена масса склянки увеличилась на $20 \text{ г}$. Определите объём этана в смеси газов.

6.Дано:
$V(\text{смеси}) = 20\text{ дм}^3$
$\Delta m(\text{склянки}) = 20\text{ г}$
$V_m = 22{,}4\text{ дм}^3/\text{моль}$

Найти: $V(\text{C}_2\text{H}_6)$

Решение:

1. Проанализируем взаимодействие компонентов смеси с бромной водой. Этан $\text{C}_2\text{H}_6$ является предельным углеводородом (алканом) и с бромной водой в обычных условиях не реагирует, проходя сквозь склянку без изменений.
Этилен $\text{C}_2\text{H}_4$ — непредельный углеводород (алкен), содержащий кратную двойную связь, поэтому он вступает в реакцию присоединения и полностью поглощается раствором брома:

$$\text{CH}_2=\text{CH}_2 + \text{Br}_2 \rightarrow \text{CH}_2\text{Br}-\text{CH}_2\text{Br}$$

2. Увеличение массы склянки происходит исключительно за счёт поглощения этилена. Следовательно, масса этилена в смеси равна увеличению массы склянки:
$$m(\text{C}_2\text{H}_4) = \Delta m = 20\text{ г}$$

3. Рассчитаем молярную массу этилена:
$$M(\text{C}_2\text{H}_4) = 2 \cdot 12 + 4 \cdot 1 = 28\text{ г/моль}$$

4. Найдём количество вещества этилена:
$$n(\text{C}_2\text{H}_4) = \frac{m(\text{C}_2\text{H}_4)}{M(\text{C}_2\text{H}_4)} = \frac{20\text{ г}}{28\text{ г/моль}} = \frac{5}{7}\text{ моль}$$

5. Вычислим объём этилена при нормальных условиях ($1\text{ дм}^3 = 1\text{ л}$):
$$V(\text{C}_2\text{H}_4) = n(\text{C}_2\text{H}_4) \cdot V_m = \frac{5}{7}\text{ моль} \cdot 22{,}4\text{ дм}^3/\text{моль} = 16\text{ дм}^3$$

6. Найдём объём этана в исходной газовой смеси:
$$V(\text{C}_2\text{H}_6) = V(\text{смеси}) - V(\text{C}_2\text{H}_4) = 20\text{ дм}^3–16\text{ дм}^3 = 4\text{ дм}^3$$

Ответ: $4\text{ дм}^3$