Номер 11, страница 255 - гдз по химии 11 класс учебник Габриелян, Остроумов

Глава 7. Неметаллы. Параграф 35. Галогены - номер 11, страница 255.

Условие.

11. При хлорировании некоторого углеводорода образовался гексахлорид с массовой долей хлора 73,2 %. Установите формулу углеводорода и составьте уравнение реакции получения гексахлорида, указав условие её осуществления.

Решение.

Решение 2.

Дано:

Продукт хлорирования — гексахлорид
Массовая доля хлора в гексахлориде, $w(Cl) = 73,2 \% = 0,732$

Найти:

Формулу исходного углеводорода.
Уравнение реакции получения гексахлорида с указанием условий.

Решение:

1. Установление формулы углеводорода

Поскольку продукт реакции является гексахлоридом, образованным из углеводорода, его общая формула — $C_xH_yCl_6$.

Массовая доля элемента в соединении определяется по формуле:
$w(Э) = \frac{N \cdot Ar(Э)}{Mr(соед.)}$
где $\text{N}$ — число атомов элемента, $Ar(Э)$ — относительная атомная масса элемента, $Mr(соед.)$ — относительная молекулярная масса соединения.

Выразим и рассчитаем относительную молекулярную массу гексахлорида, зная, что число атомов хлора $N(Cl) = 6$, а его относительная атомная масса $Ar(Cl) \approx 35,5$:
$Mr(C_xH_yCl_6) = \frac{N(Cl) \cdot Ar(Cl)}{w(Cl)} = \frac{6 \cdot 35,5}{0,732} = \frac{213}{0,732} \approx 291$

Молекулярная масса соединения состоит из массы углеводородной части ($C_xH_y$) и массы шести атомов хлора. Найдем массу углеводородной части:
$Mr(C_xH_y) = Mr(C_xH_yCl_6) - 6 \cdot Ar(Cl) = 291 - 213 = 78$

Теперь определим формулу углеводородной части $C_xH_y$, используя относительные атомные массы углерода ($Ar(C)=12$) и водорода ($Ar(H)=1$):
$Mr(C_xH_y) = x \cdot 12 + y \cdot 1 = 78$
Подбором находим, что единственно возможное соотношение для стабильного ароматического углеводорода — $x = 6$ и $y = 6$:
$12 \cdot 6 + 6 = 72 + 6 = 78$.
Следовательно, углеводородная часть имеет состав $C_6H_6$.

Продукт реакции имеет формулу $C_6H_6Cl_6$ (гексахлорциклогексан). Такое соединение образуется в результате реакции присоединения хлора к бензолу ($C_6H_6$). Таким образом, исходный углеводород — бензол.

Ответ: Формула исходного углеводорода — $C_6H_6$ (бензол).

2. Уравнение реакции и условия ее проведения

Реакция хлорирования бензола, приводящая к образованию гексахлорциклогексана, является реакцией радикального присоединения. Эта реакция инициируется облучением реакционной смеси ультрафиолетовым светом ($h\nu$).
Уравнение реакции выглядит следующим образом:
$C_6H_6 \text{ (бензол)} + 3Cl_2 \xrightarrow{h\nu} C_6H_6Cl_6 \text{ (гексахлорциклогексан)}$

Ответ: Уравнение реакции: $C_6H_6 + 3Cl_2 \xrightarrow{h\nu} C_6H_6Cl_6$. Условие проведения реакции — облучение ультрафиолетовым светом.