Номер 265, страница 67 - гдз по химии 10-11 класс задачник Еремин, Дроздов

2.265. Рассчитайте объём брома, который потребуется для получения 200 г бром-бензола. Плотность брома составляет 3,12 г/мл.

Дано:

$m(C_6H_5Br) = 200 \text{ г}$

$\rho(Br_2) = 3,12 \text{ г/мл}$

Найти:

$V(Br_2) - ?$

Решение:

1. Для решения задачи необходимо составить уравнение химической реакции получения бромбензола. Бромбензол получают путем бромирования бензола в присутствии катализатора (например, $FeBr_3$):

$C_6H_6 + Br_2 \xrightarrow{FeBr_3} C_6H_5Br + HBr$

Из уравнения реакции видно, что бром ($Br_2$) и бромбензол ($C_6H_5Br$) реагируют в мольном соотношении 1:1. Это означает, что количество вещества брома, вступившего в реакцию, равно количеству вещества образовавшегося бромбензола.

$n(Br_2) = n(C_6H_5Br)$

2. Рассчитаем молярные массы бромбензола и брома. Для расчетов будем использовать округленные значения атомных масс: $Ar(C) = 12$ а.е.м., $Ar(H) = 1$ а.е.м., $Ar(Br) = 80$ а.е.м.

Молярная масса бромбензола ($C_6H_5Br$):

$M(C_6H_5Br) = 6 \times 12 + 5 \times 1 + 80 = 72 + 5 + 80 = 157 \text{ г/моль}$

Молярная масса молекулярного брома ($Br_2$):

$M(Br_2) = 2 \times 80 = 160 \text{ г/моль}$

3. Вычислим количество вещества (в молях) бромбензола, масса которого составляет 200 г:

$n(C_6H_5Br) = \frac{m(C_6H_5Br)}{M(C_6H_5Br)} = \frac{200 \text{ г}}{157 \text{ г/моль}} \approx 1,274 \text{ моль}$

4. Согласно стехиометрическому соотношению, количество вещества брома, необходимого для реакции, равно количеству вещества полученного бромбензола:

$n(Br_2) = n(C_6H_5Br) \approx 1,274 \text{ моль}$

5. Найдем массу брома, соответствующую данному количеству вещества:

$m(Br_2) = n(Br_2) \times M(Br_2) = 1,274 \text{ моль} \times 160 \text{ г/моль} \approx 203,84 \text{ г}$

6. Зная массу и плотность брома, рассчитаем его объем по формуле:

$V = \frac{m}{\rho}$

$V(Br_2) = \frac{m(Br_2)}{\rho(Br_2)} = \frac{203,84 \text{ г}}{3,12 \text{ г/мл}} \approx 65,33 \text{ мл}$

Ответ: для получения 200 г бромбензола потребуется 65,33 мл брома.