Какова массовая доля ароматического углеводорода в продуктах реакции нагревания 57,0 г н-октана в присутствии

Zagadochnaya_Sova

48

Для решения данной задачи, мы можем воспользоваться сначала химическим уравнением реакции нагревания н-октана, и затем рассчитать массовую долю ароматического углеводорода в продуктах реакции.

Химическое уравнение реакции нагревания н-октана выглядит следующим образом:

\[ C_8H_{18} \rightarrow C_6H_5C_2H_5 + CO_2 + H_2O \]

Согласно данному уравнению, при нагревании 1 молекулы н-октана образуется 1 молекула этилбензола.

Теперь проведем расчеты:

1. Рассчитаем количество вещества н-октана.
Чтобы найти количество вещества н-октана, воспользуемся формулой:
\[ n_1 = \frac{m_1}{M_1} \]
где \( n_1 \) - количество вещества (в молях) н-октана;
\( m_1 \) - масса н-октана (в граммах);
\( M_1 \) - молярная масса н-октана.

Молярная масса н-октана (\( M_1 \)) равна 114,22 г/моль (можно найти в периодической системе элементов).
Подставляем известные значения:
\[ n_1 = \frac{57,0}{114,22} \approx 0.4988 \ моль \]

2. Рассчитаем количество вещества этилбензола.
Аналогично, используем формулу:
\[ n_2 = \frac{m_2}{M_2} \]
где \( n_2 \) - количество вещества (в молях) этилбензола;
\( m_2 \) - масса этилбензола (в граммах);
\( M_2 \) - молярная масса этилбензола.

Молярная масса этилбензола (\( M_2 \)) равна 106,17 г/моль.
Подставляем известные значения:
\[ n_2 = \frac{31,8}{106,17} \approx 0.2996 \ моль \]

3. Рассчитаем количество вещества ароматического углеводорода.
Так как каждая молекула этилбензола содержит одну молекулу ароматического углеводорода, то количество вещества ароматического углеводорода (\( n_{\text{аром. углев.}} \)) равно \( n_2 \).
\[ n_{\text{аром. углев.}} = n_2 \]

4. Рассчитаем массовую долю ароматического углеводорода.
Чтобы найти массовую долю ароматического углеводорода, воспользуемся формулой:
\[ \text{массовая доля} = \frac{m_{\text{аром. углев.}}}{m_{\text{продукты}}} \times 100\% \]
где \( m_{\text{аром. углев.}} \) - масса ароматического углеводорода (в граммах);
\( m_{\text{продукты}} \) - суммарная масса продуктов реакции (в граммах).

Подставляем известные значения:
\[ \text{массовая доля} = \frac{M_{\text{аром. углев.}} \cdot n_{\text{аром. углев.}}}{M_{\text{продукты}} \cdot n_{\text{1}}} \times 100\% \]

Здесь \( M_{\text{аром. углев.}} \) - молярная масса ароматического углеводорода,
\( M_{\text{продукты}} \) - суммарная молярная масса продуктов реакции.

Молярная масса ароматического углеводорода (\( M_{\text{аром. углев.}} \)) равна 106,17 г/моль (аналогично молярной массе этилбензола),
а суммарная молярная масса продуктов реакции (\( M_{\text{продукты}} \)) равна молярной массе этилбензола (106,17 г/моль) плюс молярная масса \( CO_2 \) (44,01 г/моль) и молярная масса \( H_2O \) (18,02 г/моль).

Подставляем известные значения и рассчитываем массовую долю:
\[ \text{массовая доля} = \frac{106,17 \cdot 0.2996}{106,17 \cdot 0.4988 + 44,01 \cdot 0.4988 + 18,02 \cdot 0.4988} \times 100\% \]
\[ \text{массовая доля} = \frac{31,74}{49,16} \times 100\% \approx 64,6\% \]

Итак, массовая доля ароматического углеводорода в продуктах данной реакции составляет примерно 64,6%.