Question

При присоединении 1 моль бромистого водорода к 1 моль органического соединения А образовалось вещество B, содержащее 85,07% брома по массе, а также углерод и водород. Определите вещество А, если известно, что его молярная масса не превышает 160 г/моль. В ответе запишите количество атомов углерода и водорода в А цифрами через запятую, без пробелов (например, для C5H10 в ответе напишите 5,10).

Answer 1

Реакция:  $\mathsf{C_xH_yBr_z + HBr = C + H_2 +C_{x-1}H_{y-1}Br_{z+1}}$
1) Пусть сначала z=1.
Два моля атома бора весят 2*80=160 г, тогда молярная масса неизвестного продукта 160/0,8507=188 г/моль
На углеводородную часть остаётся 188-160=28 г/моль. Пишем уравнение, которое нужно решить в целых числах:
$12(x-1)+(y-1)=28\\ 12x+y=41$
Его можно решать перебором по x или сразу понять, что y = 41%12 = 5, x = 3. Реакция запишется в виде
$\mathsf{C_3H_5Br + HBr = C + H_2 +C_2H_4Br_{2}}$
2) Теперь z=0.  Молярная масса вещества 188/2 = 94 г/моль, на углерод и водород остаётся 28/2=14 г/моль. Тут уже ответ понятен: x-1=1, y-1 = 2. Реакция:
$\mathsf{C_2H_3 + HBr = C + H_2 +CH_2Br}$
Получилось странное вещество CH2Br, которого, скорее всего, не существует.

3,5

Answer 2

Сначала найдем массовую долю брома в веществе B: молярная масса HBr = 80 г/моль (1 моль бромистого водорода = 80 г) масса брома в 1 моль HBr = 80 г - 1 г (масса водорода) = 79 г Массовая доля брома в веществе B: 85,07% = 0,8507 Масса брома в 1 моль B: 79 г/моль × 0,8507 = 67,2 г/моль

Массовая доля углерода в веществе B: (масса углерода в B / молярная масса B) × 100% = (масса А / молярная масса А) × x% где x - массовая доля углерода в А.

Массовая доля водорода в веществе B: (масса водорода в B / молярная масса B) × 100% = (масса А / молярная масса А) × y% где y - массовая доля водорода в А.

Заметим, что молярная масса вещества А не превышает 160 г/моль, следовательно, массовая доля углерода и водорода ограничена сверху: x + y ≤ 1

Также из уравнения реакции можно записать, что в веществе B содержится 1 моль углерода и 1 моль водорода на 1 моль HBr.

Используя эти данные, составим систему уравнений: x + y + 0,8507 = 1 (1) x + y ≤ 1 (2) 12x + y = 2 (3) (массовая доля углерода в COBr2 = 12/86)

Решая эту систему, получаем: x = 0,0803 (массовая доля углерода в А) y = 0,0690 (массовая доля водорода в А)

Массовая доля оставшегося элемента (кислорода) равна: 1 - x - y - 0,8507 = 0,0003

Молярная масса вещества А равна: молярная масса HBr + молярная масса CxHyOz = 80 г/моль + x12 г/моль + y1 г/моль + z*16 г/моль ≤ 160 г/моль

Подставляя значения x и y, получаем: 80 г/моль + 0,080312 г/моль + 0,06901 г/моль + z*16 г/моль ≤ 160 г/моль 9,64 + 1,069 + 16z ≤ 80 16z ≤