Задачи по химии Рассчитайте массу образовавшегося 1. галогенопроизводного, если 19,5г. бензола взаимодействуют с хлором, который взят в избытке в следующих условиях: а) в присутствии хлорида железа (III); б) при интенсивном облучении светом.
2. Из ацетилена объемом 10,08 л. ( н. у.) был получен бензол. Массовая доля выхода продукта реакции составила 70%. Определите массу полученного бензола.
3. К бензолу массой 35,1 г. прибавили 48г. брома (в присутствии (FeBr3). Рассчитайте массу бромопроизводного, который можно выделить из реакционной смеси.
4. Из циклогексана массой 9, 24г. по реакции дегидрирования в присутствии платинового катализатора получен бензол. Рассчитайте объем бензола, если его плотность равна 0,88г/мл.
5. Бензол, полученный дегидрированием 151 мл. циклогексана ( плотность 0,778 г/мл.), подвергли хлорированию при освещении, образовалось хлорпроизводное массой 300г. Вычислите массовую долю выхода продукта реакции.7)

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

Давайте последовательно решим каждую из задач.

Расчитаем массу образовавшегося галогенопроизводного для двух случаев:

a) В присутствии хлорида железа (III):

Реакция бензола с хлором в присутствии катализатора (например, FeCl3) приводит к образованию монохлорбензола. Реакция происходит по следующему уравнению:
[ C_6H_6 + Cl_2 \xrightarrow{FeCl_3} C_6H_5Cl + HCl ]

Молярная масса бензола (C6H6):
[ 6 \times 12 + 1 \times 1 = 78 \text{ г/моль} ]
Молярная масса монохлорбензола (C6H5Cl):
[ 6 \times 12 + 5 \times 1 + 35.5 = 112.5 \text{ г/моль} ]

Находим количество молей бензола:
[ n_{C_6H_6} = \frac{19.5}{78} = 0.25 \text{ моль} ]

Так как на 1 моль бензола образуется 1 моль монохлорбензола, то образуется 0.25 моль C6H5Cl.
Теперь рассчитываем массу образовавшегося хлорпроизводного:
[ m_{C_6H5Cl} = n{C_6H5Cl} \cdot M{C_6H_5Cl} = 0.25 \times 112.5 = 28.125 \text{ г} ]

b) При интенсивном облучении светом:

В этом случае возможно образование более сложных продуктов, но для определенности можно считать, что также образуется монохлорбензол:
[ m_{C_6H_5Cl} = 28.125 \text{ г} ] (в данном случае так же, поскольку хлор также будет реагировать с бензолом).

Объем ацетилена – 10.08 л (н.у.) соответствующий количеству молей:
[ n_{C_2H_2} = \frac{V}{V_m} = \frac{10.08}{22.4} = 0.45 \text{ моль} ]

Реакция превращения ацетилена в бензол:
[ 3C_2H_2 \rightarrow C_6H_6 ]

Отношение:
[ 3 \text{ моль } C_2H_2 \text{ дают } 1 \text{ моль } C_6H_6 ]

Количество образовавшегося бензола:
[ n_{C_6H_6} = \frac{0.45}{3} = 0.15 \text{ моль} ]

Масса образовавшегося бензола:
[ m_{C_6H6} = n{C_6H6} \cdot M{C_6H_6} = 0.15 \times 78 = 11.7 \text{ г} ]

С учетом выхода 70%:
[ m_{фактический} = 11.7 \times 0.7 = 8.19 \text{ г} ]

Реакция между бензолом и бромом в присутствии FeBr3:
[ C_6H_6 + Br_2 \xrightarrow{FeBr_3} C_6H_5Br + HBr ]

Молярная масса брома (Br2):
[ 2 \times 80 = 160 \text{ г/моль} ]
Молярная масса бромопроизводного:
[ C_6H_5Br = 112.5 + 80 = 192.5 \text{ г/моль} ]

Масса брома:
[ m_{Br} = 48 \text{ г} ]

Вычисляем количество молей брома:
[ n_{Br} = \frac{48}{160} = 0.3 \text{ моль} ]

Количество бензола:
[ n_{C_6H_6} = \frac{35.1}{78} = 0.45 \text{ моль} ]

По реакции:
[ 1 \text{ моль бензола реагирует с 1 моль брома.} ]

В данном случае реагировать будет 0.3 моль брома, так как он является лимитирующим реагентом. Соответственно, образуется 0.3 моль бромопроизводного.
Масса образовавшегося бромопроизводного:
[ m_{C_6H5Br} = n{C_6H5Br} \cdot M{C_6H_5Br} = 0.3 \times 192.5 = 57.75 \text{ г} ]

Реакция дегидрирования циклогексана:
[ C6H{12} \rightarrow C_6H_6 + H_2,]
где 1 моль циклогексана дает 1 моль бензола.

Масса циклогексана:
[ m_{C6H{12}} = 9.24 \text{ г} ]

Молярная масса циклогексана:
[ C6H{12} = 6 \times 12 + 12 \times 1 = 84 \text{ г/моль} ]

Количество молей циклогексана:
[ n_{C6H{12}} = \frac{9.24}{84} = 0.11 \text{ моль} ]

Следовательно, образуется и 0.11 моль бензола.
Масса бензола:
[ m_{C_6H6} = n{C_6H6} \cdot M{C_6H_6} = 0.11 \times 78 = 8.58 \text{ г} ]

Теперь вычисляем объем:
[ V = \frac{m}{\rho} = \frac{8.58}{0.88} \approx 9.75 \text{ мл} ]

Сначала находим массу циклогексана:
[ m_{C6H{12}} = V \times \rho = 151 \times 0.778 \approx 117.458 \text{ г} ]

Из 117.458 г циклогексана получите:
[ n_{C6H{12}} = \frac{117.458}{84} \approx 1.39 \text{ моль} ]

Соответственно, образуется 1.39 моль бензола, т.е. 1.39 моль бензола пушистым образом. Масса полученного бензола:
[ m_{C_6H_6} = 1.39 \times 78 = 108.42 \text{ г} ]

Теперь при хлорировании образуется хлорпроизводное массой 300 г.
Далее считаем массовую долю выхода бензола в реакции.
[ \text{выход} = \frac{108.42}{300} \times 100 \approx 36.14 \% ]

На этом все позиции решены. Если есть еще вопросы по задаче или нужно примеры, дайте знать!