10. Ацетон — ценный продукт химической промышленности. Он образуется при гидратации пропина. Сколько литров (н.у.) пропина было взято для синтеза, если получено 101,5 г ацетона, а выход продукта составил 70%? Запишите подробное решение в поле ответа.

Решение:

1. Напишем уравнение реакции гидратации пропина:

   Пропин — это алкин с тройной связью. Гидратация (присоединение воды) алкинов происходит по правилу Марковникова, приводя к образованию енола, который затем таутомеризуется в кетон. В данном случае пропин (CH₃-C≡CH) дает ацетон (CH₃-CO-CH₃).

   CH₃-C≡CH + H₂O → [CH₃-C(OH)=CH₂] → CH₃-CO-CH₃

   Уравнение реакции: CH₃-C≡CH + H₂O → CH₃-CO-CH₃

2. Рассчитаем теоретическую массу ацетона, исходя из выхода 70%:

   Практический выход ацетона (m_практ) = 101,5 г.

   Выход продукта (η) = 70% = 0,7.

   Теоретический выход (m_теор) рассчитывается по формуле: η = (m_практ / m_теор) * 100%

   Отсюда, m_теор = m_практ / η = 101,5 г / 0,7 ≈ 145 г.

3. Рассчитаем молярную массу ацетона и пропина:

   Молярная масса ацетона (M(CH₃-CO-CH₃)) = 3 * 12,011 + 6 * 1,008 + 1 * 15,999 ≈ 58,08 г/моль.

   Молярная масса пропина (M(CH₃-C≡CH)) = 3 * 12,011 + 4 * 1,008 ≈ 40,09 г/моль.

4. Рассчитаем количество вещества (моль) теоретического выхода ацетона:

   n(ацетон) = m_теор / M(ацетон) = 145 г / 58,08 г/моль ≈ 2,50 моль.

5. Рассчитаем количество вещества (моль) пропина, необходимого для получения этого количества ацетона:

   Согласно уравнению реакции, соотношение между пропином и ацетоном — 1:1. Следовательно, количество вещества пропина равно количеству вещества ацетона.

   n(пропин) = n(ацетон) ≈ 2,50 моль.

6. Рассчитаем объем пропина (н.у.):

   При нормальных условиях (н.у.) молярный объем любого газа равен 22,4 л/моль.

   V(пропин) = n(пропин) * V_m = 2,50 моль * 22,4 л/моль = 56 л.

Ответ: 56 л