1. Какой объём кислорода (н.у.) не участвовал в реакции, если смесь состоящая из 84 г циклопропана и 336 г кислорода

Тема: Расчеты в органической химии

Объяснение: Чтобы решить данные задачи, мы должны использовать знания о молярных массах и законе сохранения массы в химических реакциях.

1. Задача:
Мы начинаем с определения массы кислорода, участвовавшего в реакции. Молярная масса циклопропана равна 42 г/моль, а молярная масса кислорода равна 32 г/моль. Сначала мы должны определить количество вещества (в моль) для каждого из веществ, используя их массы и молярные массы:
- Моль циклопропана: 84 г / 42 г/моль = 2 моль
- Моль кислорода: 336 г / 32 г/моль = 10,5 моль

После этого мы должны выяснить, какие коэффициенты стоят перед кислородом и циклопропаном в сбалансированном уравнении реакции.
Уравнение реакции горения циклопропана выглядит следующим образом: C₃H₆ + 9O₂ → 3CO₂ + 3H₂O. Здесь мы видим, что каждое молекула циклопропана требует 9 молекул кислорода.

Таким образом, чтобы определить количество кислорода, которое участвовало в реакции, мы рассчитываем:
- Количество кислорода, требуемое для реакции: 9 моль/моль циклопропана × 2 моль циклопропана = 18 моль

Объем кислорода, не участвовавшего в реакции, можно найти, учитывая, что один моль газа при нормальных условиях (н.у. - 273 К и 1 атм) занимает 22,4 литра:
- Объем неучаствовавшего кислорода: 22,4 л/моль × (10,5 моль - 18 моль) = -156,8 литра

Ответ: Объем кислорода, не участвовавшего в реакции, равен -156,8 литра (отрицательное значение означает, что все кислород потратился на реакцию).

2. Задача:
Мольная масса бензола составляет 78 г/моль, а молярная масса циклогексана составляет 84 г/моль. Определение количества вещества для каждого вещества:
- Моль бензола: 39 г / 78 г/моль = 0,5 моль
- Моль циклогексана: 37,8 г / 84 г/моль = 0,45 моль

Масштабное соотношение между бензолом и циклогексаном в уравнении гидрирования составляет 1:1. Поэтому моль циклогексана, полученная в результате реакции, будет равна количеству моль бензола:
- Количество циклогексана: 0,5 моль

Продукция по определению молекулярного веса получается следующим образом:
- Масса продукта: молярная масса × количество вещества = 84 г/моль × 0,5 моль = 42 г

Ответ: Масса циклогексана, который получился в результате гидрирования бензола, равна 42 г.

3. Задача:
Масса бензола составляет 312 г, а масса нитробензола составляет 319,8 г. Определение количества вещества для каждого вещества:
- Моль бензола: 312 г / 78 г/моль = 4 моля
- Моль нитробензола: 319,8 г / 123,5 г/моль = 2,59 моля

Уравнение реакции нитрования бензола: C₆H₆ + HNO₃ → C₆H₅NO₂ + H₂O. Коэффициенты показывают, что для каждого моль бензола требуется 1 моль нитробензола.

Таким образом, количество нитробензола, полученного в результате реакции, равно количеству бензола:
- Количество нитробензола: 4 моля

Как и в предыдущей задаче, мы можем определить массу нитробензола с использованием его молярной массы:
- Масса нитробензола: 123,5 г/моль × 4 моля = 494 г

Ответ: Масса нитробензола, полученного в результате нитрования бензола, равна 494 г.

Совет: Для успешного решения подобных задач в органической химии важно иметь представление о молярных массах различных веществ и использовать уравнения реакций. Не забудьте также правильно определить масштабное соотношение между реагентами и продуктами в уравнении реакции.

Упражнение: Смесь, состоящая из 25 г бутана (C₄H₁₀) и избытка кислорода, должна полностью сгореть. Определите массу продукта (CO₂ и H₂O), получаемого в результате реакции. (Молярная масса бутана равна 58 г/моль)