7. Смесь циклогексена и циклогексана может обесцветить 320 г 10%-ного раствора брома в. Определите массовые доли углеводородов в смеси, если известно, что при ее полном дегидрировании с образованием бензола выделяется водород в количестве, достаточном для исчерпывающего гидрирования 11,2 л (н. у.) бутадиена.

№7. Дано:

C₄H₆ (бутадиен) - 11,2 литра

CCl₄ (раствор брома) - 320 грамм 10%-ного раствора

C₆H₁₀ (циклогексен, массовая доля) - ?

C₆H₁₂ (циклогексан, массовая доля) - ?

Найти:

Массовые доли углеводородов в смеси

Решение:

Cоставляем уравнения реакций:

1. C₆H₁₀ + Br₂ - - (CCl₄) - - > C₆H₁₀Br₂

2. C₆H₁₀ - - (Cr₂O₃, t°) - - > C₆H₆ + 2H₂

3. C₆H₁₂ - - (Cr₂O₃, t°) - - > C₆H₆ + 3H₂

4. C₄H₆ + 2H₂ - - (Ni, t°) - - > C₄H₁₀

Находим количество брома:

V (Br₂) = 320 грамм * 0,1 : 160 грамм/моль = 0,2 моль.

Количество циклогексена по уравнению такое же, т. е. V (C₆H₁₀) = 0,2 моль.

Находим массу циклогексена:

m (C₆H₁₀) = 0,2 моль * 82 грамма/моль = 16,4 грамма

Находим количество бутадиена:

v (C₄H₆) = 11,2 литра: 22,4 литра/моль = 0,5 моль

Количество водорода, требующееся для гидрирования бутадиена, по уравнению 4 в два раза больше, т. е. v (H₂) = 1 моль

Количество водорода, которое выделяется при дегидрировании циклогексена, по уравнению 2 в два раза больше, т. е. V₁ (H₂) = 0,4 моль

Количество водорода, которое выделяется при дегидрировании циклогексана, равно V₂ (H₂) = 1 моль - 0,4 моль = 0,6 моль

Количество циклогексана по уравнению 3 в три раза меньше, т. е. V (C₆H₁₂) = 0,2 моль

Находим массу циклогексана:

m (C₆H₁₂) = 0,2 моль * 84 грамм/моль = 16,8 грамм.

Общая масса смеси равна m = 16,4 грамма + 16,8 грамма = 33,2 грамма.

Находим массовые доли:

w (C₆H₁₀) = 16,4 грамма: 33,2 грамма = 0,494 = 49,4%

w (C₆H₁₂) = 50,6%

Ответ: Массовая доля циклогексена C6H10 в смеси углеводородов = 49,4%, массовая доля циклогексана в смеси углеводородов = 50,6%.