Химия
8 класс
Вопрос
При нагревании смеси 1,8 моль брома с избытком бутана образовались два монобромпроизводных и поглотилось 19,0 кДж. При нагревании такого же количества смеси до более высокой температуры поглотилось 19,4 кДж. В обоих случаях бром прореагировал полностью. Известно, что при образовании 1-бромбутана из простых веществ выделяется на 4,0 кДж/моль меньше, чем при образовании 2-бромбутана. Найдите тепловые эффекты обеих реакций и выход 1-бромбутана во второй реакции, если в первой он составил 38,9 %. Тепловые эффекты реакций можно считать не зависящими от температуры.
Ответ
Уравнения реакций:
C4H10+Br2hv→CH3−CH2−CH2−CH2Br+HBr; (1)
C4H10+Br2hv→CH3−CH2−CHBr−CH3+HBr. (2)
По уравнению реакции (1):
n(1−бромбутана)=1,8моль⋅0,389=0,7моль;
n(2−бромбутана)=1,8моль−0,7моль=1,1моль.
Пусть тепловые эффекты реакций (1) и (2) равны соответственно Q1 и Q2, тогда
−19=0,7Q1+1,1Q2. (3)
Согласно закону Гесса, разность тепловых эффектов реакций (1) и (2) равна разности тепловых эффектов образования 1-бромбутана и 2-бромбутана:
Q1−Q2=Qобр(1−бромбутана)−Qобр(2−бромбутана)=−4,0. (4)
Подставляя выражение (4) в уравнение (3), находим:
Q1=−13,0Дж/моль;Q2=−9,0кДж/моль.
Пусть во втором опыте образовалось x моль 1-бромбутана и (1,8−x) моль 2-бромбутана, тогда
−19,4=xQ1+(1,8−x)Q2;x=0,8моль.
Найдем выход 1-бромбутана:
η=0,81,8=0,444, или 44,4 %.
Ответ: Q1=−13,0кДж/моль;Q2=−9,0кДж/моль;η=44,4 % .