Упражнение 72 Почему ученые многие годы не могли определить строение молекулы бензена? Свойства бензена, обнаруженные химиками, не позволяли однозначно описать строение его молекулы
Упражнение 73 В чем заключается особенность строения молекулы бензена? В молекуле бензена между атомами Карбона нет обычных простых и двойных связей, а есть замкнутая электронная система, образованная р-электронами, которую схематически обозначают кольцом внутри шестиугольника
Упражнение 74 Как влияют условия на взаимодействие бензена с хлором? При наличии катализаторов бензен вступает с хлором в реакцию замещения, которая происходит с сохранением бензенового кольца, а за ультрафиолетового облучения и нагрева - в реакцию присоединения, которая происходит с участием всех атомов углерода бензенового кольца благодаря разрыва ароматической связи
Упражнение 75 Укажите вещество (смесь веществ), с которым (которой) реагирует бензен с сохранением электронной системы бензенового кольца:
а) водород;
б) бром при наличии катализатора FeBr3;
в) хлор на свету;
г) кислород.
Ответ: б)
Упражнение 76 Какова относительная плотность по водороду паров бензена? (Устно.)
DH2(C6H6)=Mr(C6H6):Mr(H2)=78/2=39
Упражнение 77 Определите массовую долю Карбона в бензене и сравните ее с массовой долей этого элемента в этине.
ω1(C)=6•Ar(C)/Mr(C6H6)=6•12:78=0,92
ω2(C)=2•Ar(C)/Mr(C2H2)=2•12:26=0,92
Ответ: одинаковая
Упражнение 78 Вычислите массу продукта реакции гидрирования бензена, взятого объемом 17,7 мл. Плотность ароматического углеводорода приведена в тексте параграфа.
Дано: V(C6H6)=17,7 мл, ρ(С6Н6)=0,88 г/мл
Найти: m(C6H12)-?
Решение
m(C6H6)=V(C6H6)•ρ(С6Н6)=17,7 мл•0,88 г/мл=15,576 г
15,576 г х г
C6H6 + 3H2 -> C6H12
78 г 84 г
Mr(C6H6)=6•Ar(C)+6•Ar(H)=6•12+6•1=78, масса 1 моль=78 г
Mr(C6H12)=6•Ar(C)+12•Ar(H)=6•12+12•1=84, масса 1 моль=84 г
х = 15,576 г • 84 г : 78 г = 16,8 г
Ответ: 16,8 г
Упражнение 79 Найдите формулу углеводорода, если после его сгорания образовалось 0,6 моль углекислого газа и 0,3 моль воды. Относительная плотность паров вещества по воздуху равна 2,69.
Дано: n(СO2)=0,6 моль, n(H2O)=0,3 моль, Dвоздуха(CxHy)=2,69
Найти: СхНу-?
Решение
І способ
n(CO2):n(H2O)=0,6:0,3=2:1
Cоставляем уравнение реакции в общем виде:
По уравнению реакции n(CO2):n(H2O)=x:y/2, поэтому х=2, а у/2=1, отсюда у=1•2=2
Простейшая формула С2Н2
Находимо истинную формулу.
Mr(CxHy)=Dвоздуха(CxHy)•Mr(воздуха)=2,69•29=78
Mr(C2H2)=2•Ar(C)+2•Ar(H)=2•12+2•1=26
M(CxHy):M(C2H2)=78:26=3, то есть индексы около Карбона и Гидрогена в простейшей формуле надо увеличить в три раза, поэтому истинная формула С6Н6
II способ
При полном сгорании углеводорода все атомы Карбона «переходят» в молекулы углекислого газа, а Гидрогена — в молекулы воды.
Вычисляем количества вещества Карбона и Гидрогена в продуктах сгорания, а следовательно, и в углеводороде:
v(C)=v(CO2)=0,6 моль
v(H)=2•v(H2O)=2•0,3 моль=0,6 моль
Находим соотношение атомов Карбона и Гидрогена:
х:у=v(C):v(H)=0,6:0,6=1:1, итак, простейшая формула СН
Находимо истинную формулу.
M(CxHy)=Dвоздуха(CxHy)•M(воздуха)=2,69•29=78
M(CH)=Ar(C)+Ar(H)=12+1=13
M(CxHy):M(CH)=78:13=6, то есть индексы около Карбона и Гидрогенв в простейшей формуле нужно увеличить в 6 ра, поэтому истинная формула С6Н6
Ответ: С6Н6
Упражнение 80 Смесь ацетилена и паров бензена имеет относительную плотность по водороду 23,4. Вычислите объемные доли веществ в газовой смеси.
Відомо: DН2(смеси)=23,4
Знайти: φ(С2Н2)-?, φ(С6Н6)-?
Решение
Mr(смеси)=DH2(смеси)•Mr(H2)=23,4•2=46,8, M(смеси)=46,8 г/моль
М(смесиі)=φ1М1+φ2М2, где φ1,φ2 - объемные доли составляющих газовой смеси, М1,М2 - молярные массы составляющих смеси, М(смеси)-средняя молярная масса смеси.
M(C2H2)=Ar(C)+2•Ar(H)=2•12+2•1=26 г/моль
M(C6H6)=6•Ar(C)+6•Ar(H)=6•12+6•1=78 г/моль
Пусть объемная доля ацетилена φ(CH4)=х, тогда объемная доля бензена φ(C2H6)=1-х, подставив переменные в формулу, получаем алгебраическое уравнение и решаем его:
46,8 = 26х + 78(1-х)
46,8 = 26х + 78 - 78х
78х - 26х = 78 - 46,8
52х = 31,2
х = 31,2 : 52
х = φ(C2H4)=0,6
φ(C6H6)=1-0,6=0,4
Ответ: φ(C2H4)=0,6, или 60%, φ(C6H6)=0,4, или 40%