Опишите структуру этиленового углеводорода, если 6,72 л (н.у.) водорода потребовались для полного каталитического

Фея

56

Чтобы решить данную задачу, нам необходимо рассмотреть структуру этиленового углеводорода и понять, сколько водорода необходимо для его гидрирования.

Этилен - это простейший углеводород с двумя атомами углерода (С) и четырьмя атомами водорода (H). Его структурная формула выглядит следующим образом: \( H_2C=CH_2 \). Символ "=" обозначает двойную связь между атомами углерода. Таким образом, этилен имеет один двойной связанный углеродный атом.

Теперь, чтобы гидрировать этилен, необходимо добавить водород (Н2) к двойной связи, чтобы превратить ее в одинарную связь. В данной задаче у нас имеется информация, что для полного гидрирования 21 г этиленового углеводорода требуется 6,72 л (н.у.) водорода.

Для решения задачи воспользуемся законом простых отношений. Максимальное количество водорода, необходимое для гидрирования 21 г этилена, зависит от числа молей этана (этилена). Для расчетов, нам необходимо определить массу этана.

Молекулярная масса этена (C2H4) равна:
(2 * атомный вес С) + (4 * атомный вес Н) = (2 * 12.01) + (4 * 1.008) = 28.05 г/моль.

Теперь мы можем определить число молей этена с помощью формулы:
Число молей = масса / молекулярная масса = 21 г / 28.05 г/моль ≈ 0.749 моль.

Так как коэффициентное отношение между этеном и водородом составляет 1:2, получаем, что для 0.749 моль этена потребуется:
0.749 моль этена * 2 моль водорода/моль этена = 1.498 моль водорода.

Теперь нам дано, что объем водорода равен 6.72 л (н.у.). Обратимся к уравнению идеального газа:
V = n * V_m,
где V - объем газа, n - число молей газа, V_m - молярный объем газа.

Молярный объем при нормальных условиях (0°C и 1 атм) составляет 22.4 л/моль.

Теперь применяем формулу для определения числа молей водорода:
6.72 л (н.у.) * 1 моль/22.4 л (н.у.) ≈ 0.3 моль.

Исходя из приведенных выше расчетов, видим, что для полного гидрирования 0.749 моль этена требуется 1.498 моль водорода. Однако, путем рассмотрения объемов видно, что нам доступно только 0.3 моль водорода.

Таким образом, мы можем гидрировать только часть этиленового углеводорода. Для определения структурной формулы гидрированного продукта, нам необходимо рассмотреть возможные варианты.

В данном случае мы знаем, что гидрированный продукт содержит один третичный (т.е. связанный с тремя другими углеродными атомами) углеродный атом. Одним из возможных вариантов структурной формулы гидрированного продукта может быть пропан (С3H8), где один из углеродных атомов связан с тремя другими углеродными атомами.

Таким образом, структурная формула гидрированного продукта будет выглядеть следующим образом:
\( H_3C-CH_2-CH_3 \).

В данной молекуле имеется один третичный углеродный атом (отмечен жирным шрифтом).

Надеюсь, данное пошаговое решение помогло вам понять задачу и получить полный ответ на ваш вопрос. Я всегда готов помочь!