При нитрировании 46,8 г бензола получен нитробензол массой 66,42 г.Найдите выход продуктов реакции

Для начала определим теоретический выход нитробензола в реакции нитрования бензола. Реакция нитрования бензола выглядит следующим образом:

[ \text{C}_6\text{H}_6 + \text{HNO}_3 \rightarrow \text{C}_6\text{H}_5\text{NO}_2 + \text{H}_2\text{O} ]

1. Расчет молярных масс:

   • Молярная масса бензола (C₆H₆): 6 × 12 (углерод) + 6 × 1 (водород) = 72 + 6 = 78 г/моль.
   • Молярная масса нитробензола (C₆H₅NO₂): 6 × 12 (углерод) + 5 × 1 (водород) + 1 × 14 (азот) + 2 × 16 (кислород) = 72 + 5 + 14 + 32 = 123 г/моль.

2. Находим количество молей бензола: [ n(\text{C}_6\text{H}_6) = \frac{\text{масса}}{\text{молярная масса}} = \frac{46,8 \text{ г}}{78 \text{ г/моль}} = 0,6 \text{ моль} ]

3. Теоретический выход нитробензола: Согласно уравнению реакции, 1 моль бензола реагирует с образованием 1 моля нитробензола. Следовательно, 0,6 моль бензола даст 0,6 моль нитробензола.

4. Масса теоретического выхода нитробензола: [ m(\text{C}_6\text{H}_5\text{NO}_2) = n \times \text{молярная масса} = 0,6 \text{ моль} \times 123 \text{ г/моль} = 73,8 \text{ г} ]

5. Фактический выход нитробензола: [ \text{Фактический выход} = 66,42 \text{ г} ]

6. Расчет выхода реакции в процентах: [ \text{Выход} = \frac{\text{фактический выход}}{\text{теоретический выход}} \times 100 = \frac{66,42 \text{ г}}{73,8 \text{ г}} \times 100 \approx 90 \% ]

Итак, выход продуктов реакции нитрования бензола составляет приблизительно 90%.

Для решения этой задачи нужно использовать концепцию выхода продуктов реакции.

1. Найдем количество молей бензола: m = 46,8 г M(бензол) = 78,11 г/моль n(бензол) = m/M(бензол) = 46,8 г / 78,11 г/моль ≈ 0,6 моль

2. Найдем количество молей нитробензола: m(нитробензол) = 66,42 г M(нитробензол) = 123,11 г/моль n(нитробензол) = m(нитробензол) / M(нитробензол) = 66,42 г / 123,11 г/моль ≈ 0,54 моль

3. Сравним количество молей бензола и нитробензола, чтобы найти выход продуктов: Выход (%) = (n(нитробензол) / n(бензол)) 100% = (0,54 моль / 0,6 моль) 100% ≈ 90%

Таким образом, выход продуктов реакции составляет около 90%.