Врублевский А. И. Тренажер по химии

Расчетные задачи

ПРИМЕР 37-2.* Вычислите, какой объем этина (дм3, н.у.) потребуется для получения такой массы бензола (выход реак­ ции 80 %), при бромировании которого (выход реакции 95 %) образуется бромоводород, который в реакции с нитратом се­ ребра (I) даст осадок массой 20,0 г (выход реакции 100 %).

$37. Арены_______________________________________________________________ 4 4 1

Решение

Первый способ

1. Записываем уравнения всех трех реакций и проводим расчеты:

Z 0,14 моль

w(AgBr) = —— —- = — — = 0,106 (моль).

ёM(AgBr) 188

Из уравнения (37-3) следует:

х = и(НВг)практ = 0,106 1 = 0,106 (моль). 1

Находим теоретическое химическое количество бромоводорода:

Находим теоретическое химическое количество бензола:

Второй способ (более рациональный)

Из уравнений (37-1—37-3) видно:

и(С6Н6) = л(НВг) = n(AgBr) = 0,106 моль.

Из уравнения (37-1) следует:

«(С2Н2)прает = 3«(с бн б) = 0,106 -3 = 0,318 (моль).

Тогда имеем (см. §7):

«(С2Н2)теор = т (С2Н2)практ = 0,318 „ = 0 418 (модь)

рЛ,-Л2-Лз 0,8-0,95-1

И(С2Н2) = л(С2Н2) • Vm= 0,418 -22,4 = 9,36 (дм3).

Данный результат точнее, чем полученный при решении задачи по первому способу, так как содержит меньшее число промежуточных вычислений с приближенными числами.

Ответ: И(С2Н2) = 9,36 дм3.

1.При сжигании 0,92 г гомолога бензола получили С 02, при пропускании которого через избыток известковой воды обра­ зуется 7 г осадка. Определите формулу гомолога бензола.

2.При сжигания 3,9 г органического вещества, относи­ тельная плотность паров которого по водороду 39, получено 13,2 г С 02 и 2,7 г Н20. Установите формулу вещества.

3.Установите формулу УВ, при сгорании которого образу­ ются углекислый газ и пары воды в объемном отношении 2:1,

аотносительная плотность паров вещества по водороду 39.

4.При действии брома на 78 г бензола получено 78 г бромбензола. Чему равен выход бромбензола?

5.При бромировании бензола получен бромоводород, об­ разующий с нитратом серебра (I) 7,52 г осадка. Найдите мас­ су продукта монобромирования бензола.

6.При хлорировании на свету бензола, полученного де­ гидрированием 151 см3 циклогексана (р = 0,779 г/см3), полу­ чили 300 г хлорпроизводного. Определите выход продукта.

7.Какая масса М п02 в реакции с соляной кислотой нуж­ на для получения хлора, необходимого для превращения в гексахлоран 9,75 см3 бензола (р =0,8 г/см3)?

8.При хлорировании 25,4 г бензола получили хлорбен­ зол с выходом 82 %, а выделившийся при этом газ пропусти­ ли в 100 г раствора гидрокарбоната натрия (w = 21 %). Най­ дите объем полученного в последней реакции газа.

9.Газ, образовавшийся при получении бромбензола из 30 см3 бензола (р = 0,78 г/см3), пропустили в бензольный раствор 2-метилпропена. Найдите массу прореагировавшего алкена, если обе реакции протекают с выходом 80 %.

10.Бензол, полученный с выходом 80 % при дегидриро­ вании 16,8 г циклогексана, был подвергнут нитрованию нит­ рующей смесью. Какая масса нитробензола получена, если выход реакции нитрования 90 %?

11.Какой объем ацетилена нужно взять для получения та­ кого количества бензола, при нитровании которого образу­ ется 153,9 дм3 (р = 1,12 г/см3) нитробензола, если выход нит­ робензола равен 80 %?

12.Какой объем бензола можно получить двухстадийным синтезом из 100 кг карбида кальция (массовая доля приме­ сей 5 %), если выход на каждой стадии 90 %, а плотность бен­ зола 0,8 г/см3?

13.При гидрировании 7,8 г бензола до циклогексана по­ глотилось 3,36 дм3 (н.у.) водорода. Чему равен выход цикло­ гексана?

14.При гидрировании бензола до циклогексана масса по­ глощенного водорода составила 6,15 % от массы исходного бензола. Найдите выход реакции гидрирования.

15.Реакция присоединения хлора к бензолу на свету про­ текает с выходом 85 %. Найдите массу гексахлорана, получен­ ного при обработке 1 моль бензола равной массой хлора.

16.При бромировании бензола в присутствии катализа­ тора получен газ, который с избытком нитрата серебра (I) дает 4,70 г осадка. Какая масса бензола вступила в реакцию и какая масса бромбензола получена?

17.Газ, полученный при монобромировании 9 г бензола, полностью прореагировал с 2,24 дм3 (н.у.) пропена. Чему ра­ вен выход реакции бромирования бензола?

18.Из метана объемом 1м3 (н.у.) в 2 стадии получили бензол

собщим выходом 45 %. Другую партию бензола получили из гексана объемом 781,8 см3 (р = 0,66 г/см3) с выходом 52 %. В каком случае и на сколько масса полученного бензола больше?

19.Какой объем С2Н2 (н.у.) нужно пропустить над углеро­ дом в присутствии катализатора с выходом продукта 80 %, чтобы после сгорания полученного вещества для поглоще­ ния образовавшегося газа (н.у.) потребовалось 205 см3 раство­ ра с w(NaOH) = 20 % (р = 1,22 г/см3) с образованием кислой соли? Какова масса этой соли?

20.Смесь паров бензола, этана и этилена имеет плотность 1,695 г/дм3. Такая смесь количеством 0,1 моль присоединяет 1,6 г брома, содержащегося в бромной воде. Найдите хими­

ческие количества всех веществ в исходной смеси.

21. Для хлорирования 44,5 см3 бензола (р = 0,88 г/см3) в присутствии катализатора взяли 14 дм3 (н.у.) смеси хлора, во­ дорода и хлороводорода. После реакции смесь полученных газов пропустили через избыток раствора иодида натрия и получили 12,7 г иода. Чему равна объемная доля хлора в ис­ ходной смеси газов?

$37. Арены________________________________________________________________4 4 5

22. Относительная плотность по озону газовой смеси, со­ стоящей из паров бензола и водорода, равна 0,2, а после ре­ акции между бензолом и водородом стала равной 0,25. Оп­ ределите объемную долю циклогексана в конечной смеси и степень превращения бензола в циклогексан.

23.* При полном сгорании 34,6 г смеси двух гомологов бен­ зола, отличающихся по составу на один атом С, получили воду массой 30,6 г. Установите молекулярные формулы аренов и их массы.

24.Смесь бензола, циклогексана и циклогексена, реаги­ руя с бромной водой, присоединяет 16 г Вг2. При дегидриро­ вании данной смеси образуются 0,5 моль бензола и Н2. От­ ношение химического количества Н2, образовавшегося при дегидрировании смеси, к химическому количеству Н2, необ­ ходимого для полного гидрирования исходной смеси (обра­ зуется циклогексан), равно 8 :7. Определите химическое ко­ личество бензола в исходной смеси.

25.Смесь бензола и стирола прореагировала с бромной водой массой 320 г с w(Br2) = 4 %. При сгорании такой же массы смеси УВ образовался С 0 2 объемом 35 дм3 (н.у.). Най­ дите массовую долю бензола в смеси УВ.

26.Смесь циклогексена и бензола массой 5 г полностью реагирует с бромной водой массой 140 г с w(Br2) = 4 %. Най­ дите массу воды, которая образуется при полном сжигании 15 г смеси УВ.

27.Раствор изопрена и пентина-2 в толуоле общей массой 4,56 г может присоединить 12,8 г брома. Вычислите массо­ вую долю толуола в исходном растворе.

28.Смесь циклогексена и циклогексана может обесцве­ тить 320 г раствора брома в СС14 с w(Br2) = 10 %. При полном Дегидрировании смеси с образованием бензола выделяется водород объемом 22,4 дм3 (н.у.). Определите массовую долю циклогексана в исходной смеси УВ.

29.* В смеси этана и бензола массовая доля атомов водорода равна 14,37 %. Укажите массовую долю (%) бензола в смеси.

30. Нитропроизводное массой 6,85 г было получено при нитровании гомолога бензола массой 4,6 г. Установите гомо­ лог бензола.

Ответы

1.С2Н8. 2. С6Н6. 3. С6Н6. 4 .49,7 %. 5. 6,28 г. 6. 73,9 %. 7 .26,1 г. 8. 5,6 дм3.

9.10,75 г. 10. 17,71 г. 11. 117,6 м3. 12. 39,9 дм3. 13. 50%. 14. 80 %. 15.90,6 %. 16.1,95гС6Н6иЗ,93гС 6Н3Вг. 17.87 %. 18. Больше из СН4 на 17,8 г. 19.70 дм3; 105 г. 20.0,073 моль С2Н6; 0,01 моль С2Н4 и 0,017 моль С6Н6. 21.88 %. 22.8,34 % С6Н12; 66,7 %. 23.10,6 г С8Н,0; 24,0 г С,Н|2. 24.0,2 моль 25.59,04%. 26.13,878 г.

27.40,4 %. 28. 50,6 %. 29.45,74 %. 30. Толуол.

Простые эфиры______________________________________________ 4 4 9

Расчетные задачи Установление формул алканолов

ПРИМЕР 38-2. Определите молекулярную формулу на­ сыщенного одноатомного спирта, если известно, что при вза­ имодействии 7,2 г его с натрием выделяется водород в коли­ честве, достаточном для полного гидрирования 1,344 дм3 (н.у.) этена.