Какова будет масса циклогексана, образовавшегося при реакции между 15,6 граммами бензола и 20,2 литрами водорода?

Магический_Кот_9619

40

Чтобы решить данную задачу, необходимо использовать законы сохранения массы и атомных пропорций в химических реакциях. Давайте сначала составим уравнение реакции между бензолом (C6H6) и водородом (H2):

\[C6H6 + 3H2 \rightarrow C6H12\]

Из уравнения видно, что при реакции один молекула бензола (C6H6) соединяется с тремя молекулами водорода (H2) для образования циклогексана (C6H12).

Теперь приведем данные, которые даны в условии задачи. У нас есть 15,6 граммов бензола и 20,2 литра водорода.

Для решения задачи сначала нам нужно найти количество вещества бензола и водорода, выраженное в молях. Для этого воспользуемся формулой:

\[n = \frac{m}{M}\]

где \(n\) - количество вещества (в молях), \(m\) - масса вещества (в граммах), \(M\) - молярная масса вещества (в г/моль).

Молярные массы бензола и водорода можно найти в периодической системе элементов:
- Бензол (C6H6): Молярная масса углерода (C) = 12,01 г/моль; Молярная масса водорода (H) = 1,01 г/моль.
Тогда молярная масса бензола будет:

\[M(C6H6) = 6 \cdot 12,01 + 6 \cdot 1,01 = 78,11 \, г/моль\]

- Водород (H2): Молярная масса водорода (H) = 1,01 г/моль

Теперь можно вычислить количество вещества бензола и водорода:

\[n(C6H6) = \frac{15,6}{78,11} = 0,2 \, моль\]

Далее, для реакции между бензолом и водородом, мы знаем по уравнению, что на одну молекулу бензола требуется 3 молекулы водорода. Таким образом, мольные соотношения между бензолом и водородом - 1:3.

Исходя из этих мольных соотношений, мы можем определить, какое количество водорода будет использовано:

\[n(H2) = 3 \cdot n(C6H6) = 3 \cdot 0,2 = 0,6 \, моль\]

Теперь, чтобы найти массу образовавшегося циклогексана (C6H12), мы можем использовать его молярную массу:

- Циклогексан (C6H12): Молярная масса углерода (C) = 12,01 г/моль; Молярная масса водорода (H) = 1,01 г/моль.
Тогда молярная масса циклогексана будет:

\[M(C6H12) = 6 \cdot 12,01 + 12 \cdot 1,01 = 84,16 \, г/моль\]

Теперь, используя количество вещества водорода, мы можем вычислить массу циклогексана:

\[m(C6H12) = n(C6H12) \cdot M(C6H12) = 0,6 \cdot 84,16 = 50,5 \, г\]

Таким образом, масса циклогексана, образовавшегося при реакции между 15,6 граммами бензола и 20,2 литрами водорода, составляет 50,5 грамма.