Какова массовая доля бензола в смеси с анилином массой 7,97 г, если в результате реакции с избытком бромной воды образовалось 9,9 г осадка?

Химия 11 класс Расчеты по химическим реакциям массовая доля бензола смесь с анилином реакция с бромной водой осадок 9,9 г химия 11 класс

Для решения задачи нам нужно определить массовую долю бензола в смеси с анилином. Для этого мы будем использовать данные о реакции между бензолом и бромной водой, а также информацию о массе осадка, который образовался.

Шаг 1: Определение реакции

Бензол (C6H6) реагирует с бромной водой (Br2) с образованием бромбензола (C6H5Br). Анилину (C6H5NH2) также присуща реакция с бромом, в результате которой образуется броманилин. Однако в данной задаче нас интересует только бензол.

Шаг 2: Определение массы осадка

В задаче указано, что образовалось 9,9 г осадка. Предположим, что весь осадок представляет собой бромбензол. Теперь мы можем вычислить, сколько моль бромбензола было образовано:

• Молярная масса бромбензола (C6H5Br) составляет: 6*12 + 5*1 + 79,9 = 157,9 г/моль.
• Количество моль бромбензола, образовавшегося в реакции: n = m / M, где m - масса осадка, M - молярная масса.
• Подставляем значения: n = 9,9 г / 157,9 г/моль ≈ 0,0627 моль.

Шаг 3: Определение количества бензола

Из стехиометрии реакции видно, что на 1 моль бензола образуется 1 моль бромбензола. Следовательно, количество бензола, которое реагировало, равно количеству образовавшегося бромбензола:

• Количество бензола: 0,0627 моль.

Шаг 4: Определение массы бензола

Теперь мы можем найти массу бензола, используя его молярную массу (C6H6 = 78 г/моль):

• Масса бензола: m = n * M = 0,0627 моль * 78 г/моль ≈ 4,89 г.

Шаг 5: Определение массовой доли бензола в смеси

Теперь мы можем рассчитать массовую долю бензола в смеси. Массовая доля определяется по формуле:

ω = (mбензола / mсмеси) * 100%, где mсмеси = 7,97 г.

• Подставляем значения: ω = (4,89 г / 7,97 г) * 100% ≈ 61,4%.

Ответ: Массовая доля бензола в смеси с анилином составляет примерно 61,4%.

Для решения данной задачи необходимо провести несколько шагов, связанных с определением массовой доли бензола в смеси с анилином. Рассмотрим процесс реакции и необходимые вычисления.

Шаг 1: Определение реакции

Бензол (C6H6) и анилину (C6H5NH2) могут реагировать с бромной водой (Br2). В результате реакции анилину образуется броманилин, а бензол может образовывать бромбензол. Однако, в данном случае мы будем исходить из того, что осадок, образовавшийся в реакции, представляет собой броманилин.

Шаг 2: Определение массы анилина

Обозначим массу бензола как m1, а массу анилина как m2. Из условия задачи известно, что:

• m1 + m2 = 7,97 г (общая масса смеси)
• m2 = x (масса анилина)
• m1 = 7,97 - x (масса бензола)

Шаг 3: Определение массы броманилина

Молярная масса броманилина (C6H4BrN) составляет примерно 200 г/моль. В результате реакции образовалось 9,9 г осадка. Это значит, что 9,9 г броманилина образовались из массы анилина, которая была в смеси.

Шаг 4: Вычисление массы анилина

Сначала найдем количество вещества броманилина:

• n(броманилин) = m(броманилин) / M(броманилин) = 9,9 г / 200 г/моль = 0,0495 моль

Так как на 1 моль анилина образуется 1 моль броманилина, то количество вещества анилина также составляет 0,0495 моль. Теперь найдем массу анилина:

• M(анилин) = 93 г/моль
• m(анилин) = n(анилин) * M(анилин) = 0,0495 моль * 93 г/моль = 4,6 г

Шаг 5: Определение массы бензола

Теперь можно найти массу бензола:

• m(бензол) = 7,97 г - m(анилин) = 7,97 г - 4,6 г = 3,37 г

Шаг 6: Определение массовой доли бензола

Массовая доля бензола в смеси рассчитывается по формуле:

• массовая доля бензола = (m(бензол) / (m(бензол) + m(анилин))) * 100%

Подставим найденные значения:

• массовая доля бензола = (3,37 г / 7,97 г) * 100% ≈ 42,3%

Вывод

Таким образом, массовая доля бензола в смеси с анилином составляет примерно 42,3%.