Какое количество граммов нитробензола возможно получить, если реагируют 234 грамма бензола и 140 граммов 90% раствора

Елена

15

Эта задача является примером химического расчета, в котором мы должны определить количество граммов нитробензола, который можно получить из реакции между бензолом и азотной кислотой. Для решения этой задачи мы будем использовать концепцию стехиометрии, которая изучает количественные отношения между реагентами и продуктами в химической реакции.

Для начала, давайте составим сбалансированное уравнение реакции. Реакция между бензолом (C6H6) и азотной кислотой (HNO3) приводит к образованию нитробензола (C6H5NO2), воды (H2O) и оксида азота (NO2):

\[C6H6 + HNO3 \rightarrow C6H5NO2 + H2O + NO2\]

Теперь, пользуясь стехиометрическими соотношениями в уравнении реакции, мы можем приступить к решению задачи.

1. Найдем количество молей бензола (C6H6) и азотной кислоты (HNO3), используя их молярные массы и данную массу:

Молярная масса бензола (C6H6) = 12.01 г/моль * 6 + 1.01 г/моль * 6 = 78.11 г/моль
Молярная масса азотной кислоты (HNO3) = 1.01 г/моль + 14.01 г/моль + 3 * 16.00 г/моль = 63.01 г/моль

Моли бензола (C6H6) = масса бензола / его молярная масса = 234 г / 78.11 г/моль
Моли азотной кислоты (HNO3) = масса азотной кислоты / ее молярная масса = 140 г / 63.01 г/моль

2. Определим ограничивающий реагент (тот, который будет использован полностью), исходя из соотношения между стехиометрическими коэффициентами в уравнении реакции:

Из уравнения реакции видно, что для каждого моля бензола (C6H6) требуется 1 моль азотной кислоты (HNO3).

Если количество молей бензола (C6H6) меньше количества молей азотной кислоты (HNO3), значит, ограничивающим реагентом будет бензол (C6H6).

Если количество молей бензола (C6H6) больше количества молей азотной кислоты (HNO3), значит, ограничивающим реагентом будет азотная кислота (HNO3).

В нашем случае, будучи дано, что масса бензола (C6H6) равна 234 г, а масса азотной кислоты (HNO3) равна 140 г, мы видим, что количество молей бензола больше количества молей азотной кислоты. Значит, азотная кислота (HNO3) будет ограничивающим реагентом.

3. Рассчитаем количество молей нитробензола (C6H5NO2) на основе стехиометрических соотношений:

Из уравнения реакции видно, что для каждого моля азотной кислоты (HNO3) образуется 1 моль нитробензола (C6H5NO2).

Моли нитробензола (C6H5NO2) = моли азотной кислоты (HNO3)

4. Найдем массу нитробензола (C6H5NO2), используя его молярную массу:

Молярная масса нитробензола (C6H5NO2) = 12.01 г/моль * 6 + 1.01 г/моль * 5 + 14.01 г/моль + 2 * 16.00 г/моль = 123.11 г/моль

Масса нитробензола (C6H5NO2) = моли нитробензола * его молярная масса

Итак, после всех расчетов мы можем определить количество граммов нитробензола (C6H5NO2), полученного из реакции:

Масса нитробензола (C6H5NO2) = моли азотной кислоты (HNO3) * молярная масса нитробензола (C6H5NO2)

Подставляя значения:

Масса нитробензола (C6H5NO2) = 140 г * (123.11 г/моль)

После выполнения всех вычислений мы можем получить окончательный ответ, который будет представлять собой количество граммов нитробензола (C6H5NO2), которое можно получить:

Масса нитробензола (C6H5NO2) = 1723.4 г

Таким образом, возможно получить 1723.4 г нитробензола из реакции между 234 г бензола и 140 г 90% раствора азотной кислоты.