номер 6, страница 172 - гдз по химии 10 класс учебник Колевич, Матулис

6.Этиловый спирт объёмом $50 \text{ см}^3$ смешали с концентрированной серной кислотой и нагрели до $150 \text{ °С}$. При этом выделился этилен объёмом $5,3 \text{ дм}^3$ (н. у.). Рассчитайте, какая часть (%) этанола подверглась внутримолекулярной дегидратации. Плотность этанола $0,79 \text{ г/см}^3$.

6.Дано:
$V(\text{C}_2\text{H}_5\text{OH}) = 50\text{ см}^3$
$\rho(\text{C}_2\text{H}_5\text{OH}) = 0,79\text{ г/см}^3$
$V(\text{C}_2\text{H}_4) = 5,3\text{ дм}^3$
$V_m = 22,4\text{ дм}^3/\text{моль}$
$M(\text{C}_2\text{H}_5\text{OH}) = 46\text{ г/моль}$
Найти: $\eta$ (долю прореагировавшего этанола)

Решение:

При нагревании этилового спирта с концентрированной серной кислотой при температуре около $150\ ^\circ\text{C}$ протекает реакция внутримолекулярной дегидратации с образованием этилена:
$$\text{C}_2\text{H}_5\text{OH} \xrightarrow{\text{H}_2\text{SO}_4\text{ (конц.)},\ 150^\circ\text{C}} \text{C}_2\text{H}_4\uparrow + \text{H}_2\text{O}$$

1. Найдём исходную массу и количество вещества взятого этанола:
$$m_{\text{исх}}(\text{C}_2\text{H}_5\text{OH}) = V \cdot \rho = 50\text{ см}^3 \cdot 0,79\text{ г/см}^3 = 39,5\text{ г}$$
$$n_{\text{исх}}(\text{C}_2\text{H}_5\text{OH}) = \frac{m_{\text{исх}}}{M} = \frac{39,5\text{ г}}{46\text{ г/моль}} \approx 0,8587\text{ моль}$$

2. Определим количество вещества выделившегося этилена ($\text{C}_2\text{H}_4$):
$$n(\text{C}_2\text{H}_4) = \frac{V}{V_m} = \frac{5,3\text{ дм}^3}{22,4\text{ дм}^3/\text{моль}} \approx 0,2366\text{ моль}$$

3. По уравнению реакции количество этанола, вступившего в реакцию внутримолекулярной дегидратации, равно количеству образовавшегося этилена:
$$n_{\text{реаг}}(\text{C}_2\text{H}_5\text{OH}) = n(\text{C}_2\text{H}_4) = 0,2366\text{ моль}$$

4. Вычислим долю этанола, подвергшуюся внутримолекулярной дегидратации:
$$\omega = \frac{n_{\text{реаг}}(\text{C}_2\text{H}_5\text{OH})}{n_{\text{исх}}(\text{C}_2\text{H}_5\text{OH})} \cdot 100\% = \frac{0,2366\text{ моль}}{0,8587\text{ моль}} \cdot 100\% \approx 27,55\%$$

Ответ: $27,6\%$ (или $27,55\%$) этанола подверглась внутримолекулярной дегидратации.