Химия

8 класс
Вопрос
Смесь бензола, циклогексана и циклогексена, реагируя с бромной водой, присоединяет 0,1 моль Br2. При дегидрировании данной смеси образуется 0,5 моль бензола и H2, количество которого в 2 раза меньше количества H2, необходимого для полного гидрирования исходной смеси (в результате гидрирования образуется циклогексан). Определите количество бензола в исходной смеси.
Ответ


Бромная вода будет реагировать только с циклогексеном по уравнению

C6H10+Br2C6H10Br2.

Рассчитываем количество циклогексена. Согласно уравнению реакции:

ν(C6H10)=ν(Br2);ν(C6H10)=0,1моль.

При дегидрировании циклогексена образуется бензол:

C6H10C6H6+2H2.

Определяем количество бензола, образующегося из циклогексена. Из уравнения реакции следует, что

ν2(C6H6)=ν(C6H10);ν2(C6H6)=0,1моль.

Вычисляем сумму количеств бензола, содержащегося в исходной смеси (ν1(C6H6)) и полученного при дегидрировании циклогексана (ν3(C6H6)):

ν1(C6H6)+ν3(C6H6)=0,50,1=0,4моль.

Находим количество водорода (ν1(H2)), образовавшегося при дегидрировании циклогексена. Из уравнения реакции дегидрирования следует, что

ν1(H2)=2ν(C6H10);ν1(H2)=0,2моль.

Определяем количество водорода (ν2(H2)), израсходованного на гидрирование циклогексена:

C6H10+H2C6H12.

В соответствии с уравнением реакции

ν2(H2)=ν(C6H10);ν2(H2)=0,1моль.

Количество циклогексана ν(C6H12) в исходной смеси обозначим y.
Определяем количество водорода, образующегося при дегидрировании циклогексана:

C6H12C6H6+3H2.

Из уравнения реакции следует, что

ν4(H2)=3ν(C6H12);ν4(H2)=3y.

Выражаем количество водорода (ν3(H2)), образовавшегося при дегидрировании смеси

ν3(H2)=ν1(H2)+ν4(H2);ν3(H2)=0,2+3y.

Количество бензола в исходной смеси обозначаем z. Определяем количество водорода, израсходованного на гидрирование бензола:

C6H6+3H2C6H12.

Согласно уравнению реакции

ν6(H2)=3ν1(C6H6);ν6(H2)=3z.

Выражаем количество водорода (ν5(H2)), израсходованного на гидрирование смеси:

ν5(H2)=ν2(H2)+ν6(H2)=0,1+3z.

Отношение количества водорода, образовавшегося при дегидрировании смеси, к количеству водорода, израсходованного на гидрирование смеси, равно 1:2:

ν3(H2)ν5(H2)=12. (1)

В уравнение (1) подставляем значения количеств водорода:

0,2+3y0,1+3z=12. (2)

Преобразовываем уравнение (2):

z2y=0,1. (3)

Выражаем количество бензола, образовавшегося из циклогексана. Согласно уравнению дегидрирования циклогексана

ν3(C6H6)=ν(C6H12);ν3(C6H6)=y.

Нами ранее определено, что

ν1(C6H6)+ν3(C6H6)=0,4моль.

Переписываем уравнение, подставляя значения количеств бензола:

y+z=0,4. (4)

Составляем систему из уравнений (3) и (4):

{z2y=0,1,y+z=0,4

Решаем систему: y=0,1;z=0,3.

Следовательно, количество бензола в смеси равно 0,3 моль.
8 класс Химия Средняя

Ещё по теме