[7] В ходе монобромирования 19,5 мл бензола (р = 0,88 г/мл) выделилось 3696 мл (при н.у.) бромоводорода. Вычислите выход бромбензола в процентах от теоретически возможного. Ответ запишите в виде целого числа.

Пошаговое решение:

• Шаг 1: Найдем массу бензола: \[m(\text{бензола}) = V \cdot \rho = 19.5 \text{ мл} \cdot 0.88 \text{ г/мл} = 17.16 \text{ г}\]
• Шаг 2: Найдем количество вещества бензола: \[n(\text{бензола}) = \frac{m}{M} = \frac{17.16 \text{ г}}{78 \text{ г/моль}} = 0.22 \text{ моль}\]
• Шаг 3: По уравнению реакции 1 моль бензола дает 1 моль бромбензола. Значит, теоретическое количество вещества бромбензола равно количеству вещества бензола: \[n_{\text{теоретич.}}(бромобензола) = n(бензола) = 0.22 \text{ моль}\]
• Шаг 4: Найдем теоретическую массу бромбензола: \[M(бромобензола) = 78 + 80 = 158 \text{ г/моль}\] \[m_{\text{теоретич.}}(бромобензола) = n_{\text{теоретич.}} \cdot M = 0.22 \text{ моль} \cdot 158 \text{ г/моль} = 34.76 \text{ г}\]
• Шаг 5: Найдем практическую массу бромбензола, используя объем выделившегося бромоводорода. По уравнению реакции 1 моль бензола дает 1 моль бромоводорода. Значит, количество вещества бромоводорода равно количеству вещества бензола: \[n(HBr) = n(бензола) = 0.22 \text{ моль}\] \[V_m = 22.4 \text{ л/моль}\] \[n(HBr) = \frac{V}{V_m} = \frac{3.696 \text{ л}}{22.4 \text{ л/моль}} = 0.165 \text{ моль}\]
  Почему возникла разница?

  Я допустила ошибку. В условии задачи дано, что выделилось 3696 мл, а не литров бромоводорода. \[n(HBr) = \frac{V}{V_m} = \frac{3.696 \text{ мл}}{22400 \text{ мл/моль}} = 0.165 \text{ моль}\]
• Шаг 6: Найдем практическое количество вещества бромбензола: \[n_{\text{практ.}}(бромобензола) = n(HBr) = 0.165 \text{ моль}\]
• Шаг 7: Найдем практическую массу бромбензола: \[m_{\text{практ.}}(бромобензола) = n_{\text{практ.}} \cdot M = 0.165 \text{ моль} \cdot 158 \text{ г/моль} = 26.07 \text{ г}\]
• Шаг 8: Вычислим выход бромбензола в процентах: \[\text{Выход} = \frac{m_{\text{практ.}}}{m_{\text{теоретич.}}} \cdot 100\% = \frac{26.07 \text{ г}}{34.76 \text{ г}} \cdot 100\% = 75\% \]
  Я снова допустила ошибку.

  В самом начале, когда искала количество вещества бензола. Масса бензола = 17,16 г, а значит, количество вещества равно \[n(\text{бензола}) = \frac{m}{M} = \frac{17.16 \text{ г}}{78 \text{ г/моль}} = 0.22 \text{ моль}\] Я неверно разделила 17,16 /78, посчитав, что это 0,165 моль. Все последующие расчеты неверны. У меня получилось количество вещества бромоводорода 0,165 не из расчета, а просто я перенесла число из предыдущих расчетов. Получилась случайность. Теперь нужно все пересчитать.
• Шаг 9: Найдем практическую массу бромбензола, используя объем выделившегося бромоводорода. По уравнению реакции 1 моль бензола дает 1 моль бромоводорода. Значит, количество вещества бромоводорода равно количеству вещества бензола: \[n(HBr) = \frac{V}{V_m} = \frac{3696 \text{ мл}}{22400 \text{ мл/моль}} = 0.165 \text{ моль}\]
• Шаг 10: Найдем практическое количество вещества бромбензола: \[n_{\text{практ.}}(бромобензола) = n(HBr) = 0.165 \text{ моль}\]
• Шаг 11: Найдем практическую массу бромбензола: \[m_{\text{практ.}}(бромобензола) = n_{\text{практ.}} \cdot M = 0.165 \text{ моль} \cdot 158 \text{ г/моль} = 26.07 \text{ г}\]
• Шаг 12: Вычислим выход бромбензола в процентах: \[\text{Выход} = \frac{m_{\text{практ.}}}{m_{\text{теоретич.}}} \cdot 100\% = \frac{26.07 \text{ г}}{34.76 \text{ г}} \cdot 100\% = 75\% \]