6. Какой объем раствора гидроксида калия с массовой долей KOH 11% (плотность 1,1 г/см³) потребуется для нейтрализации бромоводорода, образующегося при монобромировании
Реши задание на изображении
Сверь числа и знаки с фото.
- Какой объем раствора гидроксида калия с массовой долей KOH 11% (плотность 1,1 г/см³) потребуется для нейтрализации бромоводорода, образующегося при монобромировании 8,4 г циклогексана?
На фото отмечен №6 — решаю его.
Краткий ответ: \(V(\text{раствора KOH}) \approx 46{,}3\ \text{см}^3\), то есть примерно \(46\ \text{мл}\) (или \(0{,}0463\ \text{л}\)).
Ход решения
При монобромировании циклогексана: \[ \mathrm{C_6H_{12}+Br_2 \rightarrow C_6H_{11}Br+HBr} \]
Полученный бромоводород нейтрализуют щёлочью: \[ \mathrm{HBr+KOH \rightarrow KBr+H_2O} \]
На 1 моль циклогексана образуется 1 моль \(\mathrm{HBr}\), а на 1 моль \(\mathrm{HBr}\) нужно 1 моль \(\mathrm{KOH}\).
Молярная масса циклогексана: \[ M(\mathrm{C_6H_{12}})=6\cdot12+12\cdot1=84\ \text{г/моль} \]
Количество вещества: \[ n(\mathrm{C_6H_{12}})=\frac{8{,}4}{84}=0{,}10\ \text{моль} \]
Значит, \[ n(\mathrm{HBr})=n(\mathrm{KOH})=0{,}10\ \text{моль} \]
Масса чистого \(\mathrm{KOH}\): \[ M(\mathrm{KOH})=39+16+1=56\ \text{г/моль} \] \[ m(\mathrm{KOH})=0{,}10\cdot56=5{,}6\ \text{г} \]
Масса 11%-ного раствора: \[ m_{\text{р-ра}}=\frac{5{,}6}{0{,}11}\approx50{,}9\ \text{г} \]
Объём раствора: \[ V=\frac{m}{\rho}=\frac{50{,}9}{1{,}1}\approx46{,}3\ \text{см}^3 \]
Проверка: \(46{,}3\ \text{см}^3\) раствора имеют массу \(46{,}3\cdot1{,}1\approx50{,}9\ \text{г}\). В них содержится \(50{,}9\cdot0{,}11\approx5{,}6\ \text{г}\) \(\mathrm{KOH}\), а это \(0{,}1\) моль — ровно столько, сколько нужно для нейтрализации образовавшегося \(\mathrm{HBr}\).
Общий принцип для похожих задач: известную массу вещества переводим в моли, по коэффициентам реакции находим моли нужного вещества, затем переходим к массе раствора через массовую долю и к объёму через плотность.
Обсуждение
4 сообщенияА остальные?
Я вижу в присланном фото только условие №6 — остальные номера в кадр не попали (или не читаются). Пришли, пожалуйста, фото с остальными заданиями или их текст — решу каждое с объяснением.
Реши все номера
Ниже — ответы ко всем номерам.
1. Карбоциклические углеводороды — это углеводороды с замкнутой (циклической) углеродной цепью. Циклоалканы (циклопарафины, нафтены) — предельные карбоциклические углеводороды, содержащие только одинарные связи. Их общая формула для одного цикла: \[ \mathrm{C_nH_{2n}},\quad n\ge 3. \]
2. Циклопропан малоустойчив из-за сильного углового напряжения: валентные углы в его цикле равны \(60^\circ\), а нормальный тетраэдрический угол — \(109^\circ28'\). Поэтому цикл легко раскрывается в реакциях присоединения. Угловое напряжение — это избыток энергии, вызванный отклонением углов между связями от оптимального значения. В нафтенах оно выражено в малых циклах — циклопропане и циклобутане; в циклопентане невелико, а в циклогексане практически отсутствует.
3. Для циклоалканов характерны:
- структурная изомерия:
циклопентан и метилциклобутан \(\mathrm{C_5H_{10}}\);
циклогексан и метилциклопентан \(\mathrm{C_6H_{12}}\); - изомерия положения заместителей:
1,1-диметилциклопропан и 1,2-диметилциклопропан \(\mathrm{C_5H_{10}}\); - межклассовая изомерия с алкенами:
циклопропан и пропен \(\mathrm{C_3H_6}\); циклогексан и гексен-1 \(\mathrm{C_6H_{12}}\); - пространственная цис-транс-изомерия:
цис-1,2-диметилциклопропан и транс-1,2-диметилциклопропан.
4.
- 1,1-диметилциклопентан: \[ \mathrm{C(CH_3)_2{-}CH_2{-}CH_2{-}CH_2{-}CH_2} \] первый и последний атомы углерода замыкаются в пятичленный цикл.
- Этилциклогексан: \[ \mathrm{CH(C_2H_5){-}CH_2{-}CH_2{-}CH_2{-}CH_2{-}CH_2} \] замыкание в шестичленный цикл.
- транс-1,3-диметилциклобутан: \[ \mathrm{CH(CH_3){-}CH_2{-}CH(CH_3){-}CH_2} \] замыкание в четырёхчленный цикл; \(\mathrm{CH_3}\)-группы при C-1 и C-3 направлены по разные стороны плоскости цикла.
5. 1,3-диметилциклогексан — первая формула слева. В ней метильные группы находятся при C-1 и C-3, то есть между ними расположен один атом углерода.
6. \[ \mathrm{C_6H_{12}+Br_2\rightarrow C_6H_{11}Br+HBr} \] \[ n(\mathrm{C_6H_{12}})=\frac{8{,}4}{84}=0{,}10\ \text{моль} \] \[ n(\mathrm{KOH})=0{,}10\ \text{моль},\quad m(\mathrm{KOH})=0{,}10\cdot56=5{,}6\ \text{г} \] \[ m_{\text{р-ра}}=\frac{5{,}6}{0{,}11}\approx50{,}9\ \text{г} \] \[ V=\frac{50{,}9}{1{,}1}\approx46{,}3\ \text{см}^3 \] Ответ: примерно \(46{,}3\ \text{см}^3\) (\(46\ \text{мл}\)).
7. \[ \mathrm{C_7H_{14}\rightarrow C_7H_8+3H_2} \] \[ n(\mathrm{C_7H_{14}})=\frac{24{,}5}{98}=0{,}25\ \text{моль} \] Теоретический объём водорода: \[ V_{\text{теор}}=0{,}25\cdot3\cdot22{,}4=16{,}8\ \text{л} \] С учётом выхода 75%: \[ V_{\text{практ}}=16{,}8\cdot0{,}75=12{,}6\ \text{л} \] Ответ: \(12{,}6\ \text{л}\).
8. \[ \mathrm{C_2H_4+Br_2\rightarrow C_2H_4Br_2} \] \[ \mathrm{C_3H_6+Br_2\rightarrow C_3H_6Br_2} \] \[ n(\mathrm{C_2H_4})=\frac{5{,}6}{22{,}4}=0{,}25\ \text{моль} \] \[ n(\mathrm{C_3H_6})=\frac{1{,}12}{22{,}4}=0{,}05\ \text{моль} \] \[ n(\mathrm{Br_2})=0{,}25+0{,}05=0{,}30\ \text{моль} \] \[ m(\mathrm{Br_2})=0{,}30\cdot160=48\ \text{г} \] \[ m_{\text{бромной воды}}=\frac{48}{0{,}016}=3000\ \text{г} \] Ответ: \(3000\ \text{г}\) (3 кг) бромной воды.
