Каковы результаты реакции между 5,6 л этилена (н.у.) и бромом, если было получено 42,3 г 1,2-дибромэтана? Ответ дайте

Для решения данной задачи нам необходимо использовать основы химических вычислений и уравнений реакций.

1. Начнем с написания уравнения реакции между этиленом и бромом. Уравнение реакции будет выглядеть следующим образом:

$$C2H4+Br2\to C2H4Br2$$

2. Далее, нам необходимо выразить реакцию в терминах количества вещества, используя соотношение объема и мольного содержания. Учитывая, что все реакции протекают пропорционально количеству вещества, можно установить мольное соотношение между этиленом и 1,2-дибромэтаном. Это соотношение будет выглядеть следующим образом:

$$1\text{моль}C2H4+1\text{моль}Br2\to 1\text{моль}C2H4Br2$$

3. Теперь необходимо найти количество вещества брома, используя исходные данные о объеме этилена и его нормальных условиях. Мы знаем, что 5,6 л этилена при нормальных условиях составляют 1 моль.

4. Чтобы найти количество вещества брома, необходимо использовать идеальный газовый закон, который устанавливает, что объем идеального газа пропорционален количеству вещества и температуре. Мы можем использовать формулу:

$$PV=nRT$$

где P - давление, V - объем, n - количество вещества (в молях), R - универсальная газовая постоянная, T - температура (в кельвинах).

5. В данной задаче мы знаем объем (5,6 л), количество вещества (1 моль) и температуру (нормальные условия 298 К), поэтому сможем найти давление. Значение универсальной газовой постоянной составляет 0,0821 атм·л/моль·К.

6. Подставим известные значения в формулу:

$$P\cdot 5,6=1\cdot 0,0821\cdot 298$$

$$P=\frac{1\cdot 0,0821\cdot 298}{5,6}$$

$$P\approx 1,40\text{атм}$$

Таким образом, давление равно примерно 1,4 атм.

7. Теперь, с помощью найденного давления и известного объема, мы можем найти количество вещества брома:

$$PV=nRT$$

$$1,4\cdot V_{Br2}=n_{Br2}\cdot 0,0821\cdot 298$$

$$n_{Br2}=\frac{1,4\cdot V_{Br2}}{0,0821\cdot 298}$$

8. В задаче не указан объем брома, поэтому допустим, что мы используем все 5,6 л этилена. Запишем найденное как n_{Br2}.

$$n_{Br2}=\frac{1,4\cdot 5,6}{0,0821\cdot 298}$$

$$n_{Br2}\approx 1,32\text{моль}$$

Таким образом, количество вещества брома составляет примерно 1,32 моль.

9. Наконец, рассчитаем теоретический выход 1,2-дибромэтана, используя соотношение между этиленом и 1,2-дибромэтаном в уравнении реакции:

$$1\text{моль}C2H4Br2\to 1\text{моль}C2H4$$

Таким образом, теоретический выход 1,2-дибромэтана составляет такое же количество вещества, что и этилен - 1,32 моль.

10. Чтобы найти процентный выход, мы должны сравнить фактическое количество полученного 1,2-дибромэтана с теоретическим количеством. Для этого нам известна масса полученного 1,2-дибромэтана (42,3 г). Чтобы найти процент выхода, мы разделим массу полученного вещества на массу теоретических 1,2-дибромэтана и умножим на 100:

$$\text{Процентный выход}=\frac{\text{Масса полученного вещества}}{\text{Масса теоретического 1,2-дибромэтана}}\times 100$$

$$\text{Процентный выход}=\frac{42,3}{1,32\cdot 140,91}\times 100$$

$$\text{Процентный выход}\approx 25,4\mathrm{\%}$$

Таким образом, результаты реакции между 5,6 л этилена (н.у.) и бромом показывают, что выход 1,2-дибромэтана составил около 25,4% от теоретического выхода.