Какова масса бензола в исходной смеси, если при полном дегидрировании смеси бензола и циклогексана масса смеси уменьшилась на 1,8 г, а при хлорировании полученного продукта в присутствии солнечного света его масса увеличилась на 106,5 г?

Химия 9 класс Химические реакции и стехиометрия масса бензола дегидрирование смеси циклогексана хлорирование солнечный свет химия 9 класс изменение массы химические реакции Новый

Для решения этой задачи нам нужно использовать данные о реакции дегидрирования и реакции хлорирования. Давайте разберем шаги подробнее.

Шаг 1: Понимание процессов

• Дегидрирование: Процесс, при котором бензол (C6H6) образуется из циклогексана (C6H12) с выделением водорода (H2). В результате этой реакции масса смеси уменьшается на 1,8 г.
• Хлорирование: Процесс, при котором бензол реагирует с хлором (Cl2) в присутствии света, образуя хлорбензол (C6H5Cl) с увеличением массы на 106,5 г.

Шаг 2: Запись уравнений реакций

• Для дегидрирования циклогексана: C6H12 → C6H6 + 3H2
• Для хлорирования бензола: C6H6 + Cl2 → C6H5Cl + HCl

Шаг 3: Определение массы бензола

Обозначим массу бензола в исходной смеси как x (г). Тогда масса циклогексана будет (m - x), где m - общая масса смеси.

Шаг 4: Рассмотрим уменьшение массы

При дегидрировании мы знаем, что масса смеси уменьшилась на 1,8 г. Это означает, что выделилось 1,8 г водорода:

• Масса водорода, выделившегося при дегидрировании, равна 1,8 г.

Шаг 5: Рассмотрим увеличение массы

При хлорировании бензола мы знаем, что масса увеличилась на 106,5 г. Это увеличение массы связано с добавлением хлора к бензолу:

• Масса хлора, присоединившегося к бензолу, составляет 106,5 г.

Шаг 6: Установление соотношений

Теперь мы можем выразить количество бензола и циклогексана через их молекулярные массы:

• Молекулярная масса бензола (C6H6) = 78 г/моль.
• Молекулярная масса циклогексана (C6H12) = 84 г/моль.

Шаг 7: Составим уравнения

Мы знаем, что:

• 1 моль циклогексана дает 1 моль бензола и 3 моль водорода.
• 1 моль бензола реагирует с 1 моль хлора, увеличивая массу на 35,5 г (молекулярная масса Cl2).

Шаг 8: Подсчет

Сначала найдем, сколько бензола образуется из циклогексана:

• 1 моль циклогексана (84 г) дает 1 моль бензола (78 г) и выделяет 3 моль водорода (6 г).
• Таким образом, 1,8 г водорода соответствует: 1,8 г / 6 г = 0,3 моль водорода.
• Следовательно, это соответствует 0,3 моль циклогексана, который весит 0,3 * 84 г = 25,2 г.
• Следовательно, масса бензола, образовавшегося из 25,2 г циклогексана, составит 0,3 моль бензола, что соответствует 0,3 * 78 г = 23,4 г.

Шаг 9: Подсчет массы хлора

Теперь, зная, что 106,5 г - это масса, добавленная к бензолу, мы можем найти количество бензола:

• 106,5 г хлора соответствует 106,5 г / 35,5 г/моль = 3 моль хлора.
• Это означает, что 3 моль хлора будет реагировать с 3 моль бензола, что соответствует 3 * 78 г = 234 г бензола.

Шаг 10: Итог

Таким образом, масса бензола в исходной смеси составляет 23,4 г.