Какой объем газообразного продукта реакции, водный раствор которого не окрашивает раствор фенолфталеина, образуется
Какой объем газообразного продукта реакции, водный раствор которого не окрашивает раствор фенолфталеина, образуется при реакции 184 г толуола с 1,5 моль хлора в присутствии хлорида алюминия, если выход реакции составляет 90%? Запишите ответ с точностью до целых чисел.
Yagnenka 4
Для начала, давайте определим уравнение реакции и узнаем необходимые данные.Уравнение реакции:
\[C_6H_5CH_3 + Cl_2 \rightarrow C_6H_5CHCl_2 + HCl\]
Молярная масса толуола (\(C_6H_5CH_3\)) равна 92 г/моль, молярная масса хлора (\(Cl_2\)) равна 71 г/моль, и молярная масса дихлорбензола (\(C_6H_5CHCl_2\)) равна 131 г/моль.
Теперь можно рассчитать количество вещества толуола и хлора, используя их массы и молярные массы:
Количество молей толуола (\(n_{C_6H_5CH_3}\)):
\[n_{C_6H_5CH_3} = \frac{m_{C_6H_5CH_3}}{M_{C_6H_5CH_3}} = \frac{184\ г}{92\ г/моль} = 2\ моль\]
Количество молей хлора (\(n_{Cl_2}\)):
\[n_{Cl_2} = \frac{m_{Cl_2}}{M_{Cl_2}} = \frac{1.5\ моль}{1\ моль} = 1.5\ моль\]
Так как хлор действует в избытке по отношению к толуолу, он полностью реагирует, а толуол остается в остатке.
Теперь посчитаем количество получившегося дихлорбензола (продукта реакции) (\(n_{C_6H_5CHCl_2}\)):
\[n_{C_6H_5CHCl_2} = \frac{n_{C_6H_5CH_3}}{2} = \frac{2\ моль}{2} = 1\ моль\]
Так как выход реакции составляет 90%, то итоговое количество дихлорбензола будет равно 90% от рассчитанного значения:
\[n_{C_6H_5CHCl_2_{итог}} = 0.9 \cdot n_{C_6H_5CHCl_2} = 0.9 \cdot 1\ моль = 0.9\ моль\]
Наконец, чтобы найти объем газообразного продукта реакции, воспользуемся уравнением идеального газа:
\[V_{итог} = n_{C_6H_5CHCl_2_{итог}} \cdot V_{моль}\]
где \(V_{моль}\) - молярный объем газа при нормальных условиях, примерно равный 22.4 л/моль.
\[V_{итог} = 0.9\ моль \cdot 22.4\ л/моль = 20.16\ л\]
Таким образом, объем газообразного продукта реакции, водный раствор которого не окрашивает раствор фенолфталеина, составляет около 20 литров.