Визначте масу аніліну, утворену під час реакції 247 г нітробензолу з 12 г водню, при використанні добового виходу

Черешня

35

Чтобы решить данную задачу, мы должны использовать стехиометрические соотношения между реагентами и продуктами химической реакции, а также учитывать добовый выход. Давайте рассмотрим каждый шаг по порядку.

Первым делом, нужно составить уравнение химической реакции между нитробензолом (C6H5NO2) и водородом (H2) для образования анилина (C6H7N):

C6H5NO2 + 6H2 -> C6H7N + 2H2O

В данном уравнении видно, что для образования 1 моль анилина необходимо 1 моль нитробензола и 6 молей водорода. Это соотношение нам понадобится для расчетов.

Затем мы должны учесть добовый выход. Добовый выход (yield) показывает, какая часть реагента превратилась в продукт. Для данной задачи нам дано, что добовый выход составляет 80%. Это означает, что 80% реагентов превратилось в продукты, а 20% не прореагировало.

Теперь мы можем перейти к самим расчетам. Ответим на вопрос: какую массу анилина (C6H7N) мы получим при использовании 247 г нитробензола (C6H5NO2) и 12 г водорода (H2)?

1. Рассчитаем количество молей нитробензола (C6H5NO2) и водорода (H2) по их молярной массе (М):
М(C6H5NO2) = 123.13 г/моль
М(H2) = 2.02 г/моль

Количество молей нитробензола (n1) = масса нитробензола (м1) / М(C6H5NO2) = 247 г / 123.13 г/моль = 2 моль
Количество молей водорода (n2) = масса водорода (м2) / М(H2) = 12 г / 2.02 г/моль = 5.94 моль (округлим до 2 десятичных знаков)
Заметьте, что мы использовали массу нитробензола и водорода, а не молярные объемы, поскольку задача даёт массу реагентов.

2. Теперь определим, какое количество анилина (C6H7N) можно получить, исходя из соотношения между реагентами и продуктами:
Из уравнения реакции видно, что для образования 1 моля анилина (C6H7N) необходимо 1 моль нитробензола (C6H5NO2) и 6 молей водорода (H2).

Минимальное количество молей анилина (n_мин) = min(н1, н2/6) = min(2, 5.94/6) = 1 моль (минимальное значение)

3. Учтем добовый выход (yield), чтобы определить фактическое количество продукта (в данном случае анилина), которое образуется:
Фактическое количество молей анилина (n_фактическое) = добовый выход (yield) * минимальное количество молей анилина
n_фактическое = 0.8 * 1 моль = 0.8 моль

4. Наконец, рассчитаем массу анилина (C6H7N), используя его молярную массу (М):
М(C6H7N) = 93.13 г/моль

Масса анилина (м_анилина) = n_фактическое * М(C6H7N) = 0.8 моль * 93.13 г/моль = 74.504 г (округлим до 3 десятичных знаков)

Ответ: Масса анилина, образованного при данной реакции, составляет около 74.504 г (с учетом добового выхода).