Сколько граммов нитробензола можно получить из бензола массой 234 грамма и азотной кислоты массой 198...

Чтобы решить эту задачу, нужно следовать нескольким шагам, включая написание уравнения реакции, расчет молярных масс, определение ограничивающего реагента и вычисление массы нитробензола с учетом выхода реакции.

1. Химическая реакция:

   Бензол (C₆H₆) реагирует с азотной кислотой (HNO₃) в присутствии серной кислоты (катализатор) для образования нитробензола (C₆H₅NO₂) и воды (H₂O):

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

2. Молярные массы:

   • Бензол (C₆H₆): 6(12.01) + 6(1.01) = 78.12 г/моль
   • Азотная кислота (HNO₃): 1(1.01) + 14.01 + 3(16.00) = 63.02 г/моль
   • Нитробензол (C₆H₅NO₂): 6(12.01) + 5(1.01) + 14.01 + 2(16.00) = 123.11 г/моль

3. Определение числа молей каждого реагента:

   • Бензол: (\frac{234 \text{ г}}{78.12 \text{ г/моль}} \approx 3 \text{ моль})
   • Азотная кислота: (\frac{198 \text{ г}}{63.02 \text{ г/моль}} \approx 3.14 \text{ моль})

4. Определение ограничивающего реагента:

   Из стехиометрии реакции видно, что 1 моль бензола реагирует с 1 моль азотной кислоты. У нас примерно одинаковое количество молей обоих реагентов, но бензол немного меньше по количеству молей (3 моль), следовательно, бензол является ограничивающим реагентом.

5. Теоретический выход нитробензола:

   Если 3 моль бензола полностью прореагируют, то получится 3 моль нитробензола, поскольку стехиометрическое соотношение 1:1.

   Масса нитробензола из 3 моль: (3 \text{ моль} \times 123.11 \text{ г/моль} = 369.33 \text{ г})

6. Практический выход с учетом процента:

   Практический выход составляет 94% от теоретического:

   [ 369.33 \text{ г} \times 0.94 = 347.17 \text{ г} ]

Таким образом, можно получить 347.17 граммов нитробензола.

Для решения этой задачи нужно сначала составить уравнение химической реакции, которая приводит к образованию нитробензола. В данном случае реакцией будет нитрование бензола азотной кислотой. Уравнение реакции будет выглядеть следующим образом:

C6H6 + HNO3 -> C6H5NO2 + H2O

По уравнению реакции видно, что коэффициенты перед веществами указывают их молярные соотношения. Таким образом, для получения 1 моля нитробензола (C6H5NO2) необходимо 1 моль бензола (C6H6) и 1 моль азотной кислоты (HNO3).

Теперь найдем количество молей бензола и азотной кислоты в заданных массах:

m(C6H6) = 234 г / 78 г/моль = 3 моль m(HNO3) = 198 г / 63 г/моль = 3.14 моль

Так как реакция происходит в стехиометрических пропорциях, то она не ограничивается ни одним из реагентов, поэтому моль нитробензола, который можно получить, будет равен 3 моль.

Теперь найдем массу нитробензола:

m(C6H5NO2) = 3 моль * 123 г/моль = 369 г

Учитывая, что практический выход продукта составляет 94%, итоговая масса нитробензола будет:

m_final = 369 г * 0.94 = 346.86 г

Таким образом, из данного количества бензола и азотной кислоты можно получить 346.86 г нитробензола.

Для решения этой задачи необходимо сначала найти мольные массы бензола (C₆H₆), азотной кислоты (HNO₃) и нитробензола (C₆H₅NO₂). Затем вычислить количество молей каждого реагента, используя их массы и мольные массы. После этого определить, сколько моль нитробензола можно получить из каждого реагента по их стехиометрическим коэффициентам в уравнении реакции. Наконец, выбрать наименьшее количество молей нитробензола, так как оно будет ограничивающим реагентом. Умножить это количество молей на мольную массу нитробензола, чтобы найти массу полученного продукта. Учитывая практический выход продукта, можно найти итоговую массу нитробензола.