При дегидрирование смеси циклогексана и циклогексена над нагретым платиновым катализатором образовался бензол и выделился водород в достаточном количестве для восстановления 24,6 г нитробензола.
Такая же масса может обесцветить 532,8 г раствора брома в тетрахлориде углерода, содержащего 6% брома.
Рассчитайте массовые доли веществ в исходной смеси.

Дано:

m(С6H5NO2)=24.6 г

m(р-ра Br2) = 532.8 г

w(Br2)=6%(0,06)

____________________

w (С6Н10)-?

w (С6Н12)-?

Решение:

1. Определим m(Br2) в растворе СCl4:

m(Br2) = m(раствора) * w(Br2) = 532,8 г * 0,06 = 31,968 г ≈ 32 г

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

По уравнению этой реакции рассчитаем массу С6Н10.

С6Н10 + Br2 = C6H10Br2

M(С6Н10) = 82 г/ моль

M(BR2) = 160 г/ моль

n(Br2) = m(Br2) : M(Br2) = 32г : 160 г/моль = 0,2 моль

n (С6Н10) = n (Br2) = 0,2 моль

m(C6Н10) = n (С6 Н10) * M(С6 Н10) = 0,2 моль * 82 г/ моль = 16,4 г

3. Рассчитаем количество вещества Н2, использованного на восстановление нитробензола:

С6H5NO2 + 3H2 = C6H5NH2 + 2H2O

M(С6H5NO2) = 123 г/моль

n(С6H5NO2) = m(С6H5NO2) : M(С6H5NO2) = 24,6г : 123г/моль = 0,2 моль

n (Н2) = 3n (С6Н5NO2) = 0,6 моль

4. Массу циклогексана рассчитаем из уравнений реакций дегидрирования углеводородов.

C6H12 = C6H6 + 3H2

C6H10 = C6H6 + 2H2

Из уравнения (2) и уже известной молярной массы C6H10 следует, что

n (H2) = 0,4 моль.

Тогда количество водорода, выделившегося в реакции (1) равно:

n (Н2) = 0,6 моль – 0,4 моль = 0,2 моль.

Значит:

n(C6H12) = 0.2 : 3 = 0,07 моль

m(C6H12) = n (C6H12) * M(C6H12) = 0,07 моль * 84 г/моль = 5,88 г

5. Определим массу исходной смеси углеводоров:

m(смеси) = m(C6H12) + m(C6H10) = 5,88 г + 16,4 г = 22,28 г

6. Рассчитаем массовые доли углеводородов в исходной смеси:

w (С6Н10)=m(С6Н10) : m(смеси) = 16,4 : 22.28 = 0,736 (73,6%)

w (С6Н12)=m(С6Н12) : m(смеси) = 5,88 г : 22.28 = 0,264 (26,4%)

_____________________________