Question

при взаимодействии 141 г фенола с 36.8 металлического натрия при н.у. сколько выделился водород с объемом (л). Ответ: 16,8 л

Answer 1

Ответ:

2С₆Н₅ - ОН + 2Na = 2 C₆H₅ONa + H₂↑

n = m/M

n(Na) = 36,8г/ 23г/моль = 1,6моль

n(С₆Н₅ - ОН) = 114г/ 94г/моль = 1,5 моль

Фенол в недостатке

n(H₂) = 0,5 * n(С₆Н₅ - ОН) = 0,5 * 1,5 моль = 0,75 моль

V(H₂) = n(H₂) * Vm = 0,75 моль * 22,4 л/моль

V(H₂) = 16,8 л

Объяснение:

Answer 2

Процесс взаимодействия фенола (C6H5OH) с натрием (Na) включает образование соединения и выделение водорода (H2) по следующей реакции:

\[ C_6H_5OH + 2Na \rightarrow C_6H_6 + 2NaOH \]

Это уравнение говорит о том, что одна молекула фенола реагирует с двумя молями натрия, образуя бензол (C6H6) и два моля гидроксида натрия (NaOH). В процессе выделяется молекулярный водород (H2). Уравнение балансировано.

Объем выделенного водорода можно рассчитать, используя закон Бойля-Мариотта, который гласит, что для идеального газа при неизменной температуре его объем обратно пропорционален давлению:

\[ P_1V_1 = P_2V_2 \]

где \(P_1\) и \(V_1\) - начальное давление и объем газа, а \(P_2\) и \(V_2\) - конечное давление и объем газа.

Объем выделенного водорода можно рассчитать по формуле:

\[ V_2 = V_1 \frac{P_1}{P_2} \]

При н.у. (нормальных условиях), температура составляет 273.15 K, а давление 1 атмосфера (101.325 кПа).

Исходя из предоставленной информации, предположим, что объем водорода \(V_1\) равен 16.8 литрам. Предположим также, что в начале реакции давление в системе \(P_1\) равно атмосферному давлению.

\[ V_2 = 16.8 \, л \times \frac{1 \, атм}{P_2} \]

Чтобы решить уравнение и определить \(P_2\), нам нужно знать, сколько молей водорода образуется в реакции. Исходя из уравнения реакции, каждая молекула фенола образует одну молекулу водорода. Таким образом, количество молей водорода будет равно количеству молекул фенола, что равно массе фенола, разделенной на его молярную массу.

Давайте предположим, что масса фенола равна 141 г (как указано в вопросе). Молярная масса фенола равна сумме массы углерода, водорода и кислорода в молекуле:

\[ M(C_6H_5OH) = 6M(C) + M(H) + M(O) \]

\[ M(C_6H_5OH) = 6 \times 12.01 \, г/моль + 6 \times 1.01 \, г/моль + 1 \times 16.00 \, г/моль \]

\[ M(C_6H_5OH) \approx 94.11 \, г/моль \]

Теперь мы можем рассчитать количество молей фенола:

\[ n = \frac{141 \, г}{94.11 \, г/моль} \]

\[ n \approx 1.5 \, моль \]

Таким образом, количество молей водорода также будет 1.5 моль.

Теперь мы можем использовать уравнение состояния идеального газа, чтобы найти конечное давление (\(P_2\)):

\[ P_2 = \frac{nRT}{V_2} \]

где \(R\) - универсальная газовая постоянная, примерно равная 0.0821 л * атм / (моль * K).

\[ P_2 = \frac{1.5 \, моль \times 0.0821 \, л \cdot атм / (моль \cdot К) \times 273.15 \, K}{16.8 \, л} \]

\[ P_2 \approx 1.5 \, атм \]

Теперь мы можем подставить \(P_2\) в уравнение для объема водорода:

\[ V_2 = 16.8 \, л \times \frac{1 \, атм}{1.5 \, атм} \]

\[ V_2 \approx 11.2 \, л \]

Таким образом, полученный объем водорода при н.у. составляет примерно 11.2 литра, что отличается от предоставленного ответа 16.8 литра. Возможно, была допущена ошибка при решении или предоставлении данных.