ГДЗ по Химии 10 Класс Параграф 7 Вопрос 5 Габриелян, Остроумов — Подробные Ответы

Какой объем бензола (плотностью 0,9 г/мл) потребуется для получения 61,5 г нитробензола, если выход продукта реакции составляет 90 %?

Дано:
m(C₆H₅NO₂) = 61,5 г
M(C₆H₅NO₂) = 123 г/моль
M(C₆H₆) = 78 г/моль
W = 90% = 0,9
ρ(C₆H₆) = 0,9 г/мл

Необходимо найти V(C₆H₆).

Уравнение реакции:

C₆H₆ + HNO₃ = C₆H₅NO₂ + H₂O

Решение:

m(C₆H₅NO₂) реп. = m(C₆H₅NO₂) / W = 61,5 / 0,9 = 68,3 г

n(C₆H₅NO₂) = m / M = 68,3 / 123 = 0,56 моль

n(C₆H₆) = n(C₆H₅NO₂) = 0,56 моль

m(C₆H₆) = n × M = 0,56 × 78 = 43,68 г

V(C₆H₆) = m(C₆H₆) / ρ(C₆H₆) = 43,68 / 0,9 = 48,53 мл

Ответ: 48,53 мл.

Для получения 61,5 г нитробензола, если выход продукта реакции составляет 90%, необходимо учитывать несколько факторов, таких как молекулярная масса веществ, выход реакции и плотность бензола. Рассмотрим процесс более подробно шаг за шагом.

Дано:

Масса нитробензола (C₆H₅NO₂): m(C₆H₅NO₂) = 61,5 г
Молекулярная масса нитробензола: M(C₆H₅NO₂) = 123 г/моль
Молекулярная масса бензола (C₆H₆): M(C₆H₆) = 78 г/моль
Выход реакции: W = 90% = 0,9
Плотность бензола: ρ(C₆H₆) = 0,9 г/мл

Шаг 1. Определение массы нитробензола, которая должна была бы быть получена при 100% выходе реакции

Так как выход реакции составляет 90%, то фактическая масса нитробензола (61,5 г) составляет только 90% от теоретической массы, которая была бы получена при 100% выходе. Для нахождения массы нитробензола при 100% выходе реакции нужно поделить фактическую массу на коэффициент выхода 0,9:

m(C₆H₅NO₂) реп. = m(C₆H₅NO₂) / W = 61,5 / 0,9 = 68,3 г

Это означает, что для того, чтобы получить 61,5 г нитробензола при 90% выходе, теоретически нужно было бы получить 68,3 г нитробензола.

Шаг 2. Рассчитываем количество вещества нитробензола C₆H₅NO₂

Теперь, когда мы знаем массу нитробензола при 100% выходе реакции, можем вычислить количество вещества (моль) нитробензола. Для этого используем формулу:

n(C₆H₅NO₂) = m / M

Где m — масса вещества, а M — его молекулярная масса.

n(C₆H₅NO₂) = 68,3 / 123 = 0,56 моль

Это означает, что для реакции требуется 0,56 моль нитробензола.

Шаг 3. Определяем количество вещества бензола, необходимое для реакции

В уравнении реакции видно, что 1 моль бензола C₆H₆ реагирует с 1 моль нитробензола C₆H₅NO₂, то есть количество вещества бензола будет равно количеству вещества нитробензола:

n(C₆H₆) = n(C₆H₅NO₂) = 0,56 моль

Шаг 4. Определяем массу бензола, которая необходима для реакции

Для того чтобы узнать массу бензола, умножим количество вещества бензола на его молекулярную массу:

m(C₆H₆) = n × M = 0,56 × 78 = 43,68 г

Это означает, что для получения 0,56 моль нитробензола потребуется 43,68 г бензола.

Шаг 5. Рассчитываем объем бензола, необходимый для реакции

Теперь, зная массу бензола, можно рассчитать объем этого вещества, используя его плотность. Для этого используем формулу:

V(C₆H₆) = m(C₆H₆) / ρ(C₆H₆)

Где m — масса вещества, а ρ — его плотность.

V(C₆H₆) = 43,68 / 0,9 = 48,53 мл

Это означает, что для получения 61,5 г нитробензола при 90% выходе реакции потребуется 48,53 мл бензола.

Заключение:

Таким образом, чтобы получить 61,5 г нитробензола при 90% выходе реакции, необходимо использовать 48,53 мл бензола.