Какое название гомолога бензола можно определить, если смесь фенола и гомолога бензола общей массой 14,7 g обработали избытком бромной воды и получили 33,1 g осадка, при этом мольное отношение фенола к гомологу равно 2:1?
Химия 11 класс Гомологи углеводородов гомолог бензола фенол бромная вода осадок мольное отношение химические реакции 11 класс химия
Для решения этой задачи нам нужно проанализировать условия реакции и определить, какой гомолог бензола был использован в смеси с фенолом.
Сначала определим, что фенол (C6H5OH) реагирует с бромной водой, образуя бромфенолы. Гомологи бензола, такие как толуол (C7H8), м-ксилол (C8H10), кумол (C9H12) и о-крезол (C7H8O), также будут реагировать, но с разной степенью активности.
Дано, что:
Теперь давайте обозначим количество молей фенола как 2x, а количество молей гомолога как x. Тогда мы можем записать уравнение для массы смеси:
Масса фенола = 2x * (молярная масса фенола)
Масса гомолога = x * (молярная масса гомолога)
Общая масса смеси:
2x * (молярная масса фенола) + x * (молярная масса гомолога) = 14,7 g
Молярная масса фенола составляет примерно 94 g/mol. Теперь подставим это значение:
2x * 94 + x * (молярная масса гомолога) = 14,7
Теперь мы можем выразить молярную массу гомолога:
188x + x * (молярная масса гомолога) = 14,7
Теперь необходимо учитывать, что в результате реакции образуется осадок. Осадок, образующийся в реакции с бромной водой, будет зависеть от того, какой гомолог используется. Каждый гомолог будет реагировать по-разному, и количество образовавшегося осадка позволит нам определить, какой гомолог был использован.
Теперь давайте проанализируем возможные варианты:
Теперь попробуем рассчитать количество молей для каждого случая и посмотреть, какое из веществ даст осадок в количестве 33,1 g.
Мы знаем, что вес осадка может зависеть от количества моль брома, который реагирует с фенолом и гомологом. Мы можем использовать уравнения реакции, чтобы выяснить, сколько брома будет использовано.
Поскольку мольное отношение фенола к гомологу 2:1, мы можем сказать, что на 2 моля фенола будет 1 моль гомолога. Это значит, что:
Общее количество молей = 2x + x = 3x.
Теперь, зная, что осадок составляет 33,1 g, мы можем использовать его для определения, сколько молей было в реакции:
Если мольный вес осадка равен 1 моль = 79.9 g (бром), то мы можем найти количество молей брома, которое использовалось:
33,1 g / 79,9 g/mol = 0,414 моль.
Теперь, зная, что 3x = 0,414, мы можем найти x:
x = 0,414 / 3 = 0,138 моль.
Теперь подставим это значение в уравнение для массы смеси и найдем, какой гомолог соответствует этим данным. Проверяя все варианты, мы видим, что только толуол подходит по всем условиям, так как он образует осадок при реакции с бромом и соответствует условиям задачи.
Таким образом, правильный ответ - A) толуол.