Вопрос школьника
К 39 г бензола в присутствии хлорида железа (III) добавили 1 моль брома. Какие вещества и сколько граммов их получилось после реакции?
Ответ от учителя
Реакция между бензолом и бромом в присутствии хлорида железа (III) называется электрофильной замещающей ароматической реакцией. В результате этой реакции происходит замещение одного из водородов бензола на бром.
Уравнение реакции выглядит следующим образом:
C6H6 + Br2 + FeCl3 → C6H5Br + HBr + FeCl2
Из уравнения видно, что в результате реакции образуется бромбензол (C6H5Br), водород бензола замещается бромом, а также образуется соляная кислота (HBr) и хлорид железа (II) (FeCl2).
Для расчета количества полученных веществ необходимо знать количество исходного бензола. Пусть в реакцию было взято 39 г бензола. Молярная масса бензола равна 78 г/моль, следовательно, количество бензола можно рассчитать по формуле:
n = m/M = 39 г / 78 г/моль = 0,5 моль
Таким образом, в реакцию было взято 0,5 моль бензола.
Далее необходимо рассчитать количество брома, которое было добавлено в реакцию. По условию задачи было добавлено 1 моль брома. Молярная масса брома равна 80 г/моль, следовательно, масса брома, добавленного в реакцию, равна:
m = n*M = 1 моль * 80 г/моль = 80 г
Таким образом, в реакцию было добавлено 80 г брома.
Далее необходимо рассчитать количество полученного бромбензола. Из уравнения реакции видно, что на каждый моль бензола образуется один моль бромбензола. Следовательно, количество бромбензола можно рассчитать по формуле:
n(C6H5Br) = n(C6H6) = 0,5 моль
Молярная масса бромбензола равна 157 г/моль, следовательно, масса бромбензола, полученного в реакции, равна:
m(C6H5Br) = n(C6H5Br) * M(C6H5Br) = 0,5 моль * 157 г/моль = 78,5 г
Таким образом, после реакции получилось 78,5 г бромбензола.
Далее необходимо рассчитать количество образовавшейся соляной кислоты. Из уравнения реакции видно, что на каждый моль брома образуется один моль соляной кислоты. Следовательно, количество соляной кислоты можно рассчитать по формуле:
n(HBr) = n(Br2) = 1 моль
Молярная масса соляной кислоты равна 36,5 г/моль, следовательно, масса соляной кислоты, полученной в реакции, равна:
m(HBr) = n(HBr) * M(HBr) = 1 моль * 36,5 г/моль = 36,5 г
Таким образом, после реакции получилось 36,5 г соляной кислоты.
Наконец, необходимо рассчитать количество образовавшегося хлорида железа (II). Из уравнения реакции видно, что на каждый моль брома образуется один моль хлорида железа (II). Следовательно, количество хлорида железа (II) можно рассчитать по формуле:
n(FeCl2) = n(Br2) = 1 моль
Молярная масса хлорида железа (II) равна 126,8 г/моль, следовательно, масса хлорида железа (II), полученного в реакции, равна:
m(FeCl2) = n(FeCl2) * M(FeCl2) = 1 моль * 126,8 г/моль = 126,8 г
Таким образом, после реакции получилось 126,8 г хлорида железа (II).
Итак, в результате реакции между 39 г бензола и 1 моль брома в присутствии хлорида железа (III) получилось:
— 78,5 г бромбензола;
— 36,5 г соляной кислоты;
— 126,8 г хлорида железа (II).
