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.
10.06.2016. Вывод формул соединений
Этот вид расчетов чрезвычайно важен для химической практики, т.к. позволяет на основании экспериментальных данных определить формулу вещества (простейшую и молекулярную). На основании данных качественного…