Номер 2, страница 54, часть 1 - гдз по химии 11 класс учебник Оспанова, Аухадиева

2. Сколько граммов нитробензола можно получить из 312 г бензола, если массовая доля выхода нитробензола составляет 75%, по сравнению с теоретическим?

Ответ: 369 г.

Дано:

$m(C_6H_6) = 312 \text{ г}$

$\eta(C_6H_5NO_2) = 75\% = 0.75$

Найти:

$m_{практ.}(C_6H_5NO_2) - ?$

Решение:

1. Запишем уравнение реакции нитрования бензола. Бензол реагирует с азотной кислотой в присутствии серной кислоты (катализатор) с образованием нитробензола и воды:

$C_6H_6 + HNO_3 \xrightarrow{H_2SO_4} C_6H_5NO_2 + H_2O$

2. Рассчитаем молярные массы бензола ($C_6H_6$) и нитробензола ($C_6H_5NO_2$).

$M(C_6H_6) = 6 \cdot Ar(C) + 6 \cdot Ar(H) = 6 \cdot 12 + 6 \cdot 1 = 78 \text{ г/моль}$

$M(C_6H_5NO_2) = 6 \cdot Ar(C) + 5 \cdot Ar(H) + Ar(N) + 2 \cdot Ar(O) = 6 \cdot 12 + 5 \cdot 1 + 14 + 2 \cdot 16 = 72 + 5 + 14 + 32 = 123 \text{ г/моль}$

3. Найдем количество вещества (в молях) бензола, вступившего в реакцию:

$n(C_6H_6) = \frac{m(C_6H_6)}{M(C_6H_6)} = \frac{312 \text{ г}}{78 \text{ г/моль}} = 4 \text{ моль}$

4. По уравнению реакции, из 1 моль бензола образуется 1 моль нитробензола. Соотношение количеств веществ бензола и нитробензола составляет 1:1.

$n_{теор.}(C_6H_5NO_2) = n(C_6H_6) = 4 \text{ моль}$

5. Рассчитаем теоретическую массу нитробензола, которую можно было бы получить, если бы выход реакции был 100%:

$m_{теор.}(C_6H_5NO_2) = n_{теор.}(C_6H_5NO_2) \cdot M(C_6H_5NO_2) = 4 \text{ моль} \cdot 123 \text{ г/моль} = 492 \text{ г}$

6. Теперь найдем практическую массу нитробензола, учитывая, что массовая доля выхода составляет 75%.

$m_{практ.}(C_6H_5NO_2) = m_{теор.}(C_6H_5NO_2) \cdot \eta(C_6H_5NO_2) = 492 \text{ г} \cdot 0.75 = 369 \text{ г}$

Ответ: 369 г.