Номер 1, страница 137, часть 2 - гдз по химии 9 класс учебник Оспанова, Аухадиева

1. При тримеризации ацетилена получен бензол массой 390 г с практическим выходом 80% от теоретически возможного. Определите объем ацетилена (н.у.), вступившего в реакцию.

Ответ: 420 л.

1. Дано:

$m_{практ.}(C_6H_6) = 390 \text{ г}$

$\eta = 80\% = 0.8$

Найти:

$V(C_2H_2) = ?$

Решение:

1. Составим уравнение реакции тримеризации ацетилена, в результате которой образуется бензол:

$3C_2H_2 \rightarrow C_6H_6$

2. По условию, практический выход бензола составляет 80% от теоретически возможного. Это означает, что полученная масса бензола (390 г) составляет 80% от той массы, которая получилась бы при 100% выходе. Найдем теоретическую массу бензола $(m_{теор.})$:

$\eta = \frac{m_{практ.}}{m_{теор.}} \implies m_{теор.} = \frac{m_{практ.}}{\eta}$

$m_{теор.}(C_6H_6) = \frac{390 \text{ г}}{0.8} = 487.5 \text{ г}$

3. Рассчитаем молярную массу бензола $(C_6H_6)$:

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

4. Найдем количество вещества (число молей) бензола, соответствующее теоретической массе. Все дальнейшие расчеты ведутся по теоретическим значениям.

$n(C_6H_6) = \frac{m_{теор.}(C_6H_6)}{M(C_6H_6)} = \frac{487.5 \text{ г}}{78 \text{ г/моль}} = 6.25 \text{ моль}$

5. По уравнению реакции $3C_2H_2 \rightarrow C_6H_6$, видно, что для образования 1 моль бензола необходимо 3 моль ацетилена. Найдем количество вещества ацетилена, которое вступило в реакцию:

$n(C_2H_2) = 3 \times n(C_6H_6) = 3 \times 6.25 \text{ моль} = 18.75 \text{ моль}$

6. Теперь, зная количество вещества ацетилена, мы можем найти его объем при нормальных условиях (н.у.). Молярный объем любого газа при н.у. $(V_m)$ составляет 22.4 л/моль.

$V(C_2H_2) = n(C_2H_2) \times V_m = 18.75 \text{ моль} \times 22.4 \text{ л/моль} = 420 \text{ л}$

Ответ: 420 л.