Question

При сжигании гомолога бензола массой 1.2 г получили оксид углерода 4,который пропустили через раствор гидроксида кальция, взятого с избытком. при этом образовался осадок массой 9 г. определите молекулярную формулу гомолога бензола

Answer 1

Хорошо, давайте разберем этот вопрос шаг за шагом.

1. Нам дана масса гомолога бензола (C₆H₆), которая составляет 1.2 г.
2. После сжигания гомолога бензола образуется оксид углерода 4 (CO₂).
3. Этот оксид углерода 4 проходит через раствор гидроксида кальция (Ca(OH)₂), причем гидроксид кальция был взят с избытком.
4. В результате этой реакции образуется осадок массой 9 г.

Теперь давайте определим, какое количество осадка образуется в реакции.

Мы знаем, что масса полученного оксида углерода равна 4 г. Поскольку оксид углерода имеет молярную массу 44 г/моль, мы можем использовать соотношение:

масса = количество вещества × молярная масса

Подставляя известные значения:

4 г CO₂ = количество вещества × 44 г/моль

Теперь мы можем выразить количество вещества (моль) оксида углерода:

количество вещества = 4 г CO₂ ÷ 44 г/моль = 0.09 моль CO₂

Далее, в реакции оксид углерода реагирует с гидроксидом кальция. Образуется осадок, который является гидроксидом кальция (Ca(OH)₂). Но мы знаем массу осадка, а нам нужно найти количество вещества гидроксида кальция.

Масса осадка гидроксида кальция равна 9 г. Поскольку молярная масса гидроксида кальция равна 74 г/моль, мы можем использовать соотношение:

масса = количество вещества × молярная масса

Подставляя известные значения:

9 г Ca(OH)₂ = количество вещества × 74 г/моль

Выразим количество вещества (моль) гидроксида кальция:

количество вещества = 9 г Ca(OH)₂ ÷ 74 г/моль ≈ 0.122 моль Ca(OH)₂

Теперь, чтобы найти количество вещества гомолога бензола, мы можем использовать стехиометрию реакции - соотношение между осадком гидроксида кальция и гомологом бензола.

Из сбалансированного химического уравнения мы видим, что 1 моль гидроксида кальция (Ca(OH)₂) реагирует с 1 молью гомолога бензола. Таким образом, количество вещества гомолога бензола также будет равно 0.122 моль.

Теперь мы можем использовать массу гомолога бензола и количество вещества гомолога бензола, чтобы найти молярную массу гомолога бензола и, следовательно, его молекулярную формулу.

Молярная масса гомолога бензола (C₆H₆) равна сумме масс атомов в его формуле:

молярная масса = (масса углерода × количество атомов углерода) + (масса водорода × количество атомов водорода)

Подставляя известные значения (масса углерода = 12 г/моль, масса водорода = 1 г/моль, количество атомов углерода = 6, количество атомов водорода = 6):

молярная масса = (12 г/моль × 6) + (1 г/моль × 6) = 72 г/моль + 6 г/моль = 78 г/моль

Теперь, чтобы найти количество молекул гомолога бензола, мы используем соотношение между массой и молярной массой:

количество молекул = масса гомолога бензола ÷ молярная масса гомолога бензола

Подставляя известные значения (масса гомолога бензола = 1.2 г, молярная масса гомолога бензола = 78 г/моль):

количество молекул = 1.2 г ÷ 78 г/моль ≈ 0.015 моль

Таким образом, молекулярная формула гомолога бензола может быть определена, используя соотношение между количеством молекул и количеством атомов:

молекулярная формула гомолога бензола = количество молекул гомолога бензола ÷ количество атомов гомолога бензола

Подставляя известные значения (количество молекул гомолога бензола ≈ 0.015 моль, количество атомов гомолога бензола = 6):

молекулярная формула гомолога бензола ≈ 0.015 моль ÷ 6 ≈ 0.0025 моль/атом

Таким образом, молекулярная формула гомолога бензола будет выглядеть примерно как C₆H₀.₀₂₅.

Обратите внимание, что в этом ответе я использовал округления и приближенные значения для удобства понимания школьником. Если требуется точный ответ, можно использовать более точные значения молярных масс и точность в расчетах.

И, конечно, учитель может также рассказать о значениях округления и общем принципе решения задачи, чтобы помочь школьнику лучше понять материал.