Какова масса бензойной кислоты и объем газа (CO2) н. у., полученных в результате окисления при каталитическом

Yasli

17

Для решения этой задачи нам понадобится уравнение реакции окисления этилбензола. В данном случае, этилбензол реагирует с перманганатом калия (KMnO₄) и серной кислотой (H₂SO₄). Таким образом, уравнение реакции может быть записано следующим образом:

C₆H₅CH₂CH₃ + KMnO₄ + H₂SO₄ -> бензойная кислота + CO₂ + H₂O + K₂SO₄

Нам задана масса этилбензола, равная 53 грамма. Наша задача состоит в вычислении массы бензойной кислоты и объема CO₂, который образуется при этой реакции.

Для начала, давайте вычислим молярную массу этилбензола (C₆H₅CH₂CH₃). Молярная масса каждого элемента определяется из периодической системы элементов:

Масса углерода (C) = 12 г/моль
Масса водорода (H) = 1 г/моль

Таким образом, молярная масса этилбензола будет:

Молярная масса C₆H₅CH₂CH₃ = 6(12 г/моль) + 8(1 г/моль) + 2(12 г/моль) + 3(1 г/моль) = 106 г/моль

Затем, используя молярные соотношения, мы можем вычислить количество вещества этилбензола:

Количество вещества этилбензола = масса этилбензола / молярная масса этилбензола = 53 г / 106 г/моль = 0.5 моль

Теперь, когда у нас есть количество вещества этилбензола, мы можем использовать уравнение реакции, чтобы установить соотношение между этилбензолом, бензойной кислотой (C₆H₅COOH) и CO₂. Из уравнения реакции видно, что каждый моль этилбензола превращается в один моль бензойной кислоты и один моль CO₂.

Таким образом, количество вещества бензойной кислоты и CO₂ будет таким же, как количество вещества этилбензола: 0.5 моль.

Наконец, чтобы найти массу бензойной кислоты и объем CO₂, мы можем использовать их молярные массы и идеальный газовый закон.

Молярная масса бензойной кислоты (C₆H₅COOH) может быть вычислена таким же способом, как было сделано ранее для этилбензола. После вычисления молярной массы, мы можем получить массу бензойной кислоты:

Молярная масса C₆H₅COOH = 6(12 г/моль) + 6(1 г/моль) + 16(16 г/моль) + 1(1 г/моль) = 122 г/моль

Тогда масса бензойной кислоты будет:

Масса бензойной кислоты = количество вещества бензойной кислоты × молярная масса бензойной кислоты = 0.5 моль × 122 г/моль = 61 грамм

Теперь рассмотрим объем CO₂. Используя идеальный газовый закон (PV = nRT), мы можем вычислить объем газа, зная количество вещества газа (в молях) и константы R (0.0821 л × атм/(моль × К)).

Объем газа CO₂ = количество вещества CO₂ × R × T / P

Нормальные условия (н. у.) для газа определены при температуре 0°C (273 К) и давлении 1 атмосфера (атм). Таким образом, мы можем записать уравнение следующим образом:

Объем газа CO₂ (н. у.) = 0.5 моль × (0.0821 л × атм/(моль × К)) × 273 К / 1 атм = 11.2 литров

Итак, масса бензойной кислоты, полученной в результате окисления этилбензола массой 53 грамма, составляет 61 г, а объем CO₂ в нормальных условиях равен 11.2 литрам.