Какова массовая доля (в процентах) бензола от теоретически возможного выхода при получении бензола из 33,6 литров

Vulkan

64

Для решения этой задачи нам понадобятся данные о взаимодействии между ацетиленом (C₂H₂) и бензолом (C₆H₆), а также молярные массы этих веществ.

1. Определим мольный состав ацетилена (C₂H₂):
- Атомный массовый состав углерода (C) равен 12,01 г/моль.
- Атомный массовый состав водорода (H) равен 1,008 г/моль.

Теперь вычислим молярную массу ацетилена:
\[Масса_{C₂H₂} = 2 \cdot Масса_{C} + 2 \cdot Масса_{H} = 2 \cdot 12,01 + 2 \cdot 1,008 = 26,04 г/моль\]

2. Определим мольный состав бензола (C₆H₆):
- Атомный массовый состав углерода (C) равен 12,01 г/моль.
- Атомный массовый состав водорода (H) равен 1,008 г/моль.

Теперь вычислим молярную массу бензола:
\[Масса_{C₆H₆} = 6 \cdot Масса_{C} + 6 \cdot Масса_{H} = 6 \cdot 12,01 + 6 \cdot 1,008 = 78,12 г/моль\]

3. Теперь определим, сколько моль бензола можно получить из 33,6 литров ацетилена. Для этого воспользуемся уравнением реакции:
\[C₂H₂ + 3C₆H₆ \rightarrow 4C₆H₆\]

Согласно уравнению, 1 моль ацетилена соответствует 4 молям бензола. Чтобы найти количество молей бензола, умножим количество молей ацетилена (находимое по его объему) на коэффициент пропорциональности:
\[Моль_{C₆H₆} = Моль_{C₂H₂} \cdot \frac{Коэффициент_{C₆H₆}}{Коэффициент_{C₂H₂}} = \frac{33,6}{26,04} \cdot \frac{4}{1} = 5,16 моль\]

4. Теперь можем вычислить массу бензола:
\[Масса_{C₆H₆} = Моль_{C₆H₆} \cdot Масса_{C₆H₆} = 5,16 \cdot 78,12 = 402,88 г\]

5. Рассчитаем массовую долю бензола от теоретически возможного выхода. Для этого поделим массу бензола на теоретическую массу бензола:
\[Массовая\ доля_{C₆H₆} = \frac{Масса_{C₆H₆}}{Теоретическая\ масса_{C₆H₆}} \cdot 100\%\]
\[Массовая\ доля_{C₆H₆} = \frac{402,88}{33,6 \cdot Масса_{C₆H₆}} \cdot 100\%\]

Теперь вычислим массовую долю:
\[Массовая\ доля_{C₆H₆} = \frac{402,88}{33,6 \cdot 78,12} \cdot 100\% \approx 38,25\%\]

Таким образом, массовая доля бензола от теоретически возможного выхода при получении бензола из 33,6 литров ацетилена составляет около 38,25%.