Какова масса 3,5-дихлорпиридина, если при его реакции с оксидом азота (IV) образуется то же количество азота, что

Yarus

22

Чтобы решить эту задачу, нам понадобится использовать химические реакции и законы сохранения массы и количества вещества.

Начнем с записи химической реакции, описывающей реакцию между 3,5-дихлорпиридином и оксидом азота (IV):

\[3,5\text{-дихлорпиридин} + \text{NO}_2 \rightarrow \text{XXX}\]

Здесь \(\text{XXX}\) - это продукты реакции, о которых нам неизвестно, но известно, что количество азота в продуктах должно быть таким же, как при полном термолизе аммония дихромата.

Рассмотрим термолиз аммония дихромата:

\[\text{(NH}_4\text{)}_2\text{Cr}_2\text{O}_7 \rightarrow \text{Cr}_2\text{O}_3 + \text{N}_2 + \text{H}_2\text{O} + 4\text{H}_2\text{O}\]

Здесь продукты реакции - оксид хрома(III), азот, вода и аммиак. Нас интересует только количество азота, которое должно быть таким же, как в реакции с 3,5-дихлорпиридином.

Из уравнения видно, что каждый моль аммония дихромата дает 1 моль азота. Теперь нам нужно установить соотношение между аммонием дихроматом и 3,5-дихлорпиридином, чтобы найти их отношение в количестве вещества (моль).

Для этого мы можем использовать соотношение между их энтальпиями образования.

Энтальпия образования - это энергия, выделяемая или поглощаемая при образовании одного моля вещества из элементов.

Используем соотношение энтальпий образования:

\[\Delta H = \text{Энтальпия образования продуктов} - \text{Энтальпия образования реагентов}\]

Известные значения:

\(\Delta H_1 = -1808 \, \text{кДж/моль}\) (для аммония дихромата) и

\(\Delta H_2 = -1141 \, \text{кДж/моль}\) (для хромистого ангидрида).

Суммарная энтальпия образования реагентов:

\[\Delta H_{\text{реагентов}} = -1808 \, \text{кДж/моль} - 2 \cdot (-1141 \, \text{кДж/моль})\]

Теперь мы можем установить отношение между аммонием дихроматом и 3,5-дихлорпиридином по количеству вещества (моль).

Используем закон сохранения энергии:

\[\Delta H_1 \cdot n(\text{NH}_4\text{)}_2\text{Cr}_2\text{O}_7 = \Delta H_{\text{реагентов}} \cdot n(\text{3,5-дихлорпиридина})\]

Где \(n(\text{NH}_4\text{)}_2\text{Cr}_2\text{O}_7\) и \(n(\text{3,5-дихлорпиридина})\) - количество вещества (моль) аммония дихромата и 3,5-дихлорпиридина соответственно.

Теперь мы можем найти отношение между \(n(\text{NH}_4\text{)}_2\text{Cr}_2\text{O}_7\) и \(n(\text{3,5-дихлорпиридина})\):

\[n(\text{3,5-дихлорпиридина}) = \frac{{\Delta H_1 \cdot n(\text{NH}_4\text{)}_2\text{Cr}_2\text{O}_7}}{{\Delta H_{\text{реагентов}}}}\]

Теперь, чтобы найти массу 3,5-дихлорпиридина, мы должны знать его молярную массу.

Допустим, что молярная масса 3,5-дихлорпиридина равна \(M\, \text{г/моль}\).

Тогда масса 3,5-дихлорпиридина равна:

\[m(\text{3,5-дихлорпиридина}) = n(\text{3,5-дихлорпиридина}) \cdot M\]

Подставляем значение \(n(\text{3,5-дихлорпиридина})\) из предыдущего выражения и находим массу 3,5-дихлорпиридина.