Каков состав исходной смеси (% по массе), если при каталитическом дегидрировании смеси бензола, циклогексана

Ангелина

18

Для решения этой задачи, давайте разобьем ее на несколько шагов.

Шаг 1: Найдем количество водорода, выделившегося при реакции.
Из условия задачи известно, что выделилось 11,2 л водорода. Обратимся к закону Авогадро, который утверждает, что один моль любого газа занимает объем 22,4 л при стандартных условиях (температура 0 °C и давление 1 атм). Таким образом, можно сказать, что выделился \( \frac{{11,2}}{{22,4}} = 0,5 \) молей водорода.

Шаг 2: Найдем количество вещества бензола.
Из условия задачи известно, что при дегидрировании выделилось 23,4 г бензола. Молярная масса бензола составляет 78 г/моль. Таким образом, можно сказать, что на реакцию было затрачено \( \frac{{23,4}}{{78}} = 0,3 \) молей бензола.

Шаг 3: Найдем количество вещества брома.
Из условия задачи известно, что исходная смесь может присоединить 16 г брома. Молярная масса брома составляет 79,9 г/моль. Таким образом, можно сказать, что на реакцию можно затратить \( \frac{{16}}{{79,9}} = 0,2 \) молей брома.

Шаг 4: Найдем количество вещества циклогексана и циклогексена.
Общее количество вещества в исходной смеси будет равно сумме количества веществ бензола, брома, циклогексана и циклогексена. Мы уже знаем, что общее количество вещества бензола составляет 0,3 моля, а общее количество вещества брома составляет 0,2 моля.

Обозначим количество вещества циклогексана как \( x \) молей, а количество вещества циклогексена как \( y \) молей.

Таким образом, у нас есть следующие уравнения:
\[ x + y + 0,3 + 0,2 = 0,5 \]
\[ x + y = 0,5 - 0,3 - 0,2 \]
\[ x + y = 0 \]

Шаг 5: Найдем массовую долю каждого компонента исходной смеси.
Массовая доля компонента выражается как отношение массы компонента к общей массе исходной смеси, умноженное на 100%.

Из задачи известно, что масса смеси бензола, циклогексана и циклогексена составляет 16 г. Таким образом, общая масса исходной смеси равна 16 г.

Массовая доля бензола будет равна \( \frac{{23,4}}{{16}} \times 100\% \approx 146,25\% \).
Массовая доля циклогексана будет равна \( \frac{{x \times 100}}{{16}} \) %.
Массовая доля циклогексена будет равна \( \frac{{y \times 100}}{{16}} \) %.

Шаг 6: Найдем значения для \( x \) и \( y \).
Из уравнения \( x + y = 0 \) мы видим, что \( x = -y \). Подставим это в выражения для массовых долей циклогексана и циклогексена:
Массовая доля циклогексана будет равна \( \frac{{(-y) \times 100}}{{16}} \) %.
Массовая доля циклогексена будет равна \( \frac{{y \times 100}}{{16}} \) %.

Таким образом, состав смеси будет:
Бензол: около 146,25%
Циклогексан: \( \frac{{(-y) \times 100}}{{16}} \) %
Циклогексен: \( \frac{{y \times 100}}{{16}} \) %

По условию задачи, исходная смесь может присоединить 16 г брома. Определение массовой доли смеси. Итого, состав смеси - это все, что мы можем сказать в этой задаче.