Яка маса дихлоробензену може бути синтезована з бензену, якщо було використано 44,8 л (н.у.) хлору під час реакції?

Тема урока: Синтез дихлоробензену из бензола

Инструкция: Дихлоробензол (C6H4Cl2) можно синтезировать из бензола (C6H6), реагируя его с хлором (Cl2) в присутствии катализатора. Химическое уравнение этой реакции выглядит следующим образом:

C6H6 + Cl2 -> C6H4Cl2 + HCl

Для нахождения массы дихлоробензола, который может быть синтезирован из 44,8 л хлора при нормальных условиях (н.у.), мы должны использовать соотношение между объемом и молекулярными коэффициентами реагентов и продукта. Из уравнения реакции видно, что соотношение между бензолом и дихлоробензолом равно 1:1.

Бензол имеет молярную массу примерно 78,11 г/моль, а дихлоробензол - около 147,01 г/моль. Поэтому для определения массы дихлоробензола, который может быть синтезирован из 44,8 л хлора при н.у., мы должны сначала определить количество вещества хлора.

Для этого мы можем использовать уравнение состояния идеального газа: PV = nRT, где P - давление газа, V - его объем, n - количество вещества, R - универсальная газовая постоянная, T - температура в Кельвинах.

Подставив известные значения (44,8 л для V и 273,15 К для T), и зная, что объем идеального газа связан с его количеством вещества следующим образом: V = n * (RT / P), исходя из данной задачи, мы можем рассчитать количество вещества хлора.

Разделив количество вещества хлора на 2 (по коэффициентам в уравнении реакции), умножив его на молярную массу дихлоробензола, мы найдем массу дихлоробензола, которую можно синтезировать.

Дополнительный материал:
Задача: Яка маса дихлоробензену може бути синтезована з бензену, якщо було використано 44,8 л (н.у.) хлору під час реакції?

Шаг 1: Рассчитаем количество вещества хлора, используя уравнение состояния идеального газа. Подставим данные: V = 44,8 л, T = 273,15 К, R = 0,0821 л·атм/(моль·К), P = 1 атм.

n = (44,8 * 0,0821 * 273,15) / 1 = 1002,579 моль

Шаг 2: Разделим количество вещества хлора на 2 (по коэффициентам в уравнении реакции):

n(Cl2) = 1002,579 / 2 = 501,29 моль

Шаг 3: Рассчитаем массу дихлоробензола, используя количество вещества хлора и молярную массу дихлоробензола (147,01 г/моль):

Масса дихлоробензола = 501,29 * 147,01 = 73 712,7429 г

Таким образом, масса дихлоробензола, которую можно синтезировать из 44,8 л хлора при н.у., составит примерно 73 712,7 г.

Совет: Для лучшего понимания и запоминания данной задачи, можно использовать концентрированные заметки о каждом этапе решения задачи и повторять их время от времени. Также полезно выучить химические уравнения и молярные массы основных соединений, чтобы быть в состоянии применять их в подобных задачах.

Закрепляющее упражнение:
Сколько массы дихлоробензола (C6H4Cl2) можно получить из 32,4 л хлора (н.у.) при реакции с бензолом (C6H6)? Молярная масса бензола 78,11 г/моль, а дихлоробензола - 147,01 г/моль.

Тема урока: Синтез дихлоробензену из бензола

Пояснение: Для решения этой задачи мы должны использовать объем газа (44,8 л) и молярные коэффициенты реакционных веществ, чтобы найти массу дихлоробензена, которая может быть синтезирована из бензола.

В данной реакции бензол (C6H6) реагирует с хлором (Cl2), образуя дихлоробензен (C6H4Cl2). Реакция между бензолом и хлором проходит по одной формуле:

C6H6 + Cl2 -> C6H4Cl2

Молярная масса хлора (Cl2) равна 70,90 г/моль, а молярная масса дихлоробензена (C6H4Cl2) равна 112,98 г/моль.

Для решения задачи мы должны сначала найти количество вещества хлора (Cl2) в молях, используя его объем при нормальных условиях (н.у.) и универсальный газовый закон. Затем мы используем соотношение между коэффициентами в уравнении реакции для определения количества вещества дихлоробензена (C6H4Cl2) в молях. Наконец, мы умножаем количество вещества дихлоробензена на его молярную массу, чтобы найти массу дихлоробензена.

Пример:
Используя уравнение реакции, мы видим, что коэффициенты уравнения 1:1. Значит, количество вещества дихлоробензена будет таким же, как количество вещества хлора. Найдем количество вещества хлора в молях:
Напишем уравнение универсального газового закона:
PV = nRT
n = PV/RT
Где:
P - давление (101,3 кПа),
V - объем хлора (44,8 л),
R - универсальная газовая постоянная (0,0821 л*атм/(моль*К)),
T - температура (становится ненужным в данной задаче, так как объем хлора дан при нормальных условиях).
Подставим значения и рассчитаем количество вещества хлора в молях.
n = (101,3 * 44,8) / (0,0821 * 273,15) = 166,77 моль

Масса дихлоробензена может быть рассчитана, умножив количество вещества дихлоробензена на его молярную массу:
масса = количество вещества * молярная масса
масса = 166,77 моль * 112,98 г/моль = 18 814,48 г (или округленно до 18,81 кг)

Совет: Для более легкого понимания реакции и расчетов важно понять молярные коэффициенты уравнения реакции и уметь использовать уравнение универсального газового закона для расчета количества вещества по его объему. Также важно помнить молярные массы реагентов и продуктов реакции.

Ещё задача: Если бы в задаче был указан другой объем хлора, например, 22,4 л (н.у.), какая масса дихлоробензена могла бы быть синтезирована из бензола?