Задачи повышенной трудности

На олимпиадах и вступительных экзаменах в вузы предлагаются более сложные задачи, чем рассмотренные нами ранее. Обычно в них сочетаются различные типы расчетов – как по формулам веществ, так и по уравнениям реакций. Решение таких задач требует не только глубоких знаний химии, но и развитого логического мышления, владения алгебраическим аппаратом (системы уравнений с несколькими неизвестными, неравенства, степенные и логарифмические функции и т.п.).

Рассмотрим решение одной из олимпиадных задач (г.Самара).

Задача. При дегидрировании смеси циклогексана и циклогексена в бензол выделился водород массой, достаточной для полного восстановления 36,9 г нитробензола в анилин. Найти %-ный (по массе) состав исходной смеси, если известно, что такая же масса этой смеси может обесцветить 480 г 10%-ного раствора брома в CCl4.

1. Определим m(Br2) в растворе СCl4:
m(Br2) = m(раствора) * w(Br2) = 480 г * 0,1 = 48 г

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

По уравнению этой реакции рассчитаем массу С6Н10.




n (С6Н10) = n (Br2) = 0,3 моль

m(C6Н10) = n (С6 Н10)* M(С6 Н10) = 0,3 моль *Ч 82 г/ моль = 24,6 г

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




n (Н2) = 3n (С6Н5NO2) = 0,9 моль

4. Массу циклогексана рассчитаем из уравнений реакций дегидрирования углеводородов.




Из уравнения (2) следует, что x = n (H2) = 0,6 моль.

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

n (Н2) = 0,9 моль – 0,6 моль = 0,3 моль.




m(C6H12) = n (C6H12) Ч M(C6H12) = 0,1 моль Ч 84 г/моль = 8,4 г

5. Определим массу исходной смеси углеводоров:

m(смеси) = m(C6H12) + m(C6H10) = 8,4 г + 24,6 г = 33,0 г

6. Рассчитаем массовые доли углеводородов в исходной смеси:




Ответ: w (С6Н10) = 0,745 (74,5%)
w (С6Н12) = 0,255 (25,5%)

Другие записи

10.06.2016. Определение массовой доли элемента в веществе и компонента в смеси
Многие характеристики вещества являются суммой нескольких составляющих, каждая из которых представляет определенную долю от целого. Математически долю каждой составляющей определяют как частное от деления…
10.06.2016. Расчет массы, объема и количества веществ с учетом выхода продукта реакции
Задача. Бензол количеством вещества 0,5 моль прореагировал с избытком брома (в присутствии катализатора). При этом получили бромбензол массой 70 г. Определите массовую долю выхода бромбензола.