Решение. Общая формула гомологов бензола СnН2n-6

Общая формула гомологов бензола С_nН_2n-6. При нитровании атом водорода замещается на нитрогруппу и образуются изомерные соединения с одной и той же молекулярной формулой С_nН_2n-7NО₂.

Запишем молекулярное уравнение реакции:

С_nН_2n-6 + НОNО₂→ С_nН_2n-7NО₂ + Н₂О.

Найдем теоретическую массу продуктов реакции:

η=m_(пр.)×100%/m_(теор.)

(η-доля выхода продукта реакции)

m(С_nН_2n-7NО₂)_(теор.)= m_(пр.)×100%/ η=4,53/0,6=7,55 г

Найдем количества веществ гомолога бензола и нитросоединений:

ν(С_nН_2n-6)=m/M=5,3/(14n-6) моль

ν(С_nН_2n-7NО₂)=7,55/(14n-7+46) моль

Согласно уравнению реакции

ν(С_nН_2n-6)=ν(С_nН_2n-7NО₂), т.е.

5,3/(14n-6)= 7,55/(14n-7+46)

n=8

Ответ: С₈Н_10.

Задача 3.

При полном сжигании 0,92 г гомолога бензола в кислороде получили углекислый газ, который при пропускании через избыток известковой воды образовал 7 г осадка. Определите молекулярную формулу соединения.

Решение.

Составляем уравнения реакций:

С_nН_2n-6 +(1,5n-1,5) О₂→ nСО₂ +(n-3)Н₂О (1)

СО₂ + Са(ОН)₂→СаСО₃↓ + Н₂О (2)

Находим количество (моль) осадка:

ν(СаСО₃)=m/M=7 г/100 г/моль=0,07 моль

Составляем соотношение между количеством вещества осадка и углекислым газом, находим количество вещества углекислого газа (ур-е 2):

ν(СаСО₃): ν(СО₂)=1:1, ν(СО₂)=0,07 моль

Составляем соотношение между количеством вещества углекислого газа и сгоревшим ареном (ур-е 1):

ν(С_nН_2n-6): ν(СО₂)=1:n, ν(С_nН_2n-6)= ν(СО₂)/n=0,07/n (моль)

Находим молярную массу арена:

M(С_nН_2n-6)=m/ν=(0,92г×n)/0,07=13,143n (г/моль)

Составляем уравнение:

12n+2n-6=13,143n

n=7.

Ответ: С₇Н₈, толуол.