Каков выход циклогексана при каталитическом гидрировании бензола массой 39 г, если получено 37,8 г циклогексана?

Скользящий_Тигр

2

Чтобы решить эту задачу, нам понадобится применить знания о стехиометрии реакций и расчете выхода продукта.

Сначала давайте определим, какая реакция происходит при каталитическом гидрировании бензола. Реакция выглядит следующим образом:

\[
C_6H_6 + 3H_2 \rightarrow C_6H_{12}
\]

Теперь нужно определить молярные массы бензола и циклогексана. Молярная масса бензола ( \(C_6H_6\) ) равна 78.11 г/моль, а молярная масса циклогексана ( \(C_6H_{12}\) ) равна 84.16 г/моль.

Давайте начнем с рассчета молей бензола и циклогексана, используя массы, которые даны в задаче. Для этого необходимо разделить массу на молярную массу:

Моль бензола = \( \frac{{39 \, \text{г}}}{78.11 \, \text{г/моль}} \approx 0.500 \, \text{моль}\)

Моль циклогексана = \( \frac{{37.8 \, \text{г}}}{84.16 \, \text{г/моль}} \approx 0.450 \, \text{моль}\)

Теперь, зная стехиометрию реакции, мы видим, что каждый моль бензола превращается в один моль циклогексана. Следовательно, моль циклогексана, который мы ожидаете получить, должен быть равен количеству моль бензола:

Моль циклогексана (ожидаемый) = 0.500 \, \text{моль}

Однако, фактически получено только 0.450 моль циклогексана.

Масса циклогексана (ожидаемая) = Моль циклогексана (ожидаемый) \times молярная масса циклогексана

Масса циклогексана (ожидаемая) = 0.500 \, \text{моль} \times 84.16 \, \text{г/моль} \approx 42.08 \, \text{г}

Таким образом, ожидаемая масса циклогексана при полной превращении бензола составляет около 42.08 г.

Сравнивая с фактической полученной массой (37.8 г), мы видим, что выход циклогексана составляет:

Выход циклогексана = \(\frac{{\text{фактическая масса циклогексана}}}{{\text{ожидаемая масса циклогексана}}} \times 100\%

Выход циклогексана = \(\frac{{37.8 \, \text{г}}}{{42.08 \, \text{г}}} \times 100\% \approx 89.8\%

Таким образом, выход циклогексана при каталитическом гидрировании бензола составляет около 89.8%.