Какова формула алкилбензола, если для его хлорирования использовали 2,24 литра хлора и в результате образовалось 14,05 грамма монохлорпроизводного?

Химия 11 класс Химические реакции органических соединений формула алкилбензола хлорирование алкилбензола монохлорпроизводное химия 11 класс расчет хлора в реакции Новый

Чтобы определить формулу алкилбензола и понять, как он реагирует с хлором, давайте разберем задачу по шагам.

Шаг 1: Определение количества вещества хлора

Сначала нам нужно рассчитать количество вещества хлора (Cl2), которое использовалось в реакции. Для этого воспользуемся формулой:

n = V / Vm

где:

• n - количество вещества (в молях),
• V - объем газа (в литрах),
• Vm - молярный объем газа при нормальных условиях (примерно 22,4 л/моль).

Подставим значения:

n(Cl2) = 2,24 л / 22,4 л/моль = 0,1 моль.

Шаг 2: Определение количества вещества монохлорпроизводного

Теперь рассчитаем количество вещества монохлорпроизводного, образовавшегося в результате реакции. Для этого используем формулу:

n = m / M

где:

• m - масса (в граммах),
• M - молярная масса вещества.

Сначала найдем молярную массу монохлорпроизводного. Предположим, что алкилбензол имеет формулу CnH(2n+1)C6H5 (где n - количество углеродных атомов в алкильной цепи). Молярная масса бензола (C6H6) составляет 78 г/моль, а масса хлора (Cl) - 35,5 г/моль.

Таким образом, молярная масса монохлорпроизводного будет:

M = 78 г/моль + 35,5 г/моль = 113,5 г/моль.

Теперь подставим массу монохлорпроизводного:

n(монохлорпроизводного) = 14,05 г / 113,5 г/моль ≈ 0,123 моль.

Шаг 3: Определение стехиометрии реакции

В реакции хлора с алкилбензолом образуется одно монохлорпроизводное. Это значит, что количество вещества хлора, необходимое для реакции, должно быть равно количеству образовавшегося монохлорпроизводного.

Сравнив полученные значения, мы видим, что 0,1 моль хлора и 0,123 моль монохлорпроизводного не совпадают. Это может означать, что не весь хлор был использован, или что в реакции участвовало большее количество алкилбензола, чем мы предполагали.

Шаг 4: Определение формулы алкилбензола

Для того чтобы правильно определить формулу алкилбензола, нужно знать, сколько моль алкилбензола реагировало. Если предположить, что один моль алкилбензола реагирует с одним молем хлора, то это подразумевает, что у нас должно быть 0,1 моль алкилбензола.

Таким образом, если мы имеем 0,1 моль алкилбензола, то это соответствует 0,1 моль монохлорпроизводного. Теперь мы можем определить, что:

n = 0,1 моль (алкилбензол) = 0,1 моль (монохлорпроизводное).

Таким образом, формула алкилбензола может быть представлена как CnH(2n+1)C6H5, где n = 0, что соответствует формуле C6H5-CH3, т.е. толуол.

Вывод:

Формула алкилбензола, использованного в реакции, скорее всего, это толуол (C7H8).