Часть VI
   На главную I. Теоретические основы II. Углеводороды III. Кислородсодержащие соединения IV. Азотсодержащие соединения V. Высокомолекулярные соединения VI. Решение задач
Часть VI. РЕШЕНИЕ ЗАДАЧ
Оглавление (Часть VI)
Пример комбинированных расчётов

На олимпиадах и вступительных экзаменах в вузы предлагаются более сложные задачи, чем рассмотренные нами ранее. Обычно в них сочетаются различные типы расчетов – как по формулам веществ, так и по уравнениям реакций. Решение таких задач требует не только глубоких знаний химии, но и развитого логического мышления, владения алгебраическим аппаратом (системы уравнений с несколькими неизвестными, неравенства, степенные и логарифмические функции и т.п.).

Рассмотрим решение одной из таких задач.

Задача. При дегидрировании смеси циклогексана и циклогексена в бензол выделился водород массой, достаточной для полного восстановления 36,9 г нитробензола в анилин. Найти %-ный (по массе) состав исходной смеси, если известно, что такая же масса этой смеси может обесцветить 480 г 10%-ного раствора брома в CCl4.

Решение задачи

1. Определим m(Br2) в растворе СCl4:

    m(Br2) = m(раствора) • ω(Br2) = 480 г • 0,1 = 48 г

2. Из углеводородов исходной смеси с Br2 реагирует только циклогексен С6Н10, являющийся ненасыщенным соединением.

По уравнению этой реакции рассчитаем массу С6Н10.
    Расчет массы С6Н10

    ν(С6Н10) = ν(Br2) = 0,3 моль

    m(C6Н10) = ν(С6Н10) • M(С6Н10) = 0,3 моль • 82 г/моль = 24,6 г
3. Определим количество вещества Н2, использованного на восстановление нитробензола:

    Расчет количества вещества Н2

      ν(Н2) = 3ν(С6Н5NO2) = 0,9 моль
4. Массу циклогексана рассчитаем из уравнений реакций дегидрирования углеводородов.

    Расчет массы циклогексана
Из уравнения (2) следует, что x = ν(H2) = 0,6 моль.

Тогда количество водорода, выделившегося в реакции (1) равно:
    ν(Н2) = 0,9 моль – 0,6 моль = 0,3 моль.

    Количество вещества С6Н12

    m(C6H12) = ν(C6H12) • M(C6H12) = 0,1 моль • 84 г/моль = 8,4 г

5. Определим массу исходной смеси углеводоров:

    m(смеси) = m(C6H12) + m(C6H10) = 8,4 г + 24,6 г = 33,0 г

6. Рассчитаем массовые доли углеводородов в исходной смеси:

    Массовые доли углеводородов в исходной смеси
Ответ: ω(С6Н10) = 0,745 (74,5%);  ω(С6Н12) = 0,255 (25,5%)