Какой объем ацетилена (н. у.) потребуется для получения бензола массой 11,7 г, если в ходе тримеризации ацетилена выход бензола составит 80%?
Для начала рассчитаем количество бензола, которое можно получить из ацетилена в процессе тримеризации. Выход бензола составит 80%, значит, чтобы получить 11,7 г бензола, необходимо учитывать этот выход.
- Рассчитаем массу ацетилена, которая потребуется для получения 11,7 г бензола с учетом выхода: \[ m_{C_6H_6}^{\text{необходимое}} = \frac{m_{C_6H_6}}{0.80} = \frac{11.7 \, \text{г}}{0.80} = 14.625 \, \text{г} \]
Теперь найдем, сколько молей бензола получится: 2. Рассчитаем количество моль бензола: \[ n_{C_6H_6} = \frac{m_{C_6H_6}}{M_{C_6H_6}} \] Молярная масса бензола (C₆H₆) составляет 78 г/моль: \[ n_{C_6H_6} = \frac{14.625 \, \text{г}}{78 \, \text{г/моль}} \approx 0.187 \, \text{моль} \]
При химической реакции тримеризации 3 моля ацетилена (C₂H₂) дают 1 моль бензола: 3. Получим количество молей ацетилена: \[ n_{C_2H_2} = 3 \cdot n_{C_6H_6} = 3 \cdot 0.187 \, \text{моль} \approx 0.561 \, \text{моль} \]
Следующий шаг — рассчитаем объем ацетилена при нормальных условиях (н. у.): 4. При нормальных условиях 1 моль газа занимает 22.4 литра. Рассчитаем объем ацетилена: \[ V_{C_2H_2} = n_{C_2H_2} \cdot 22.4 \, \text{л/моль} = 0.561 \, \text{моль} \cdot 22.4 \, \text{л/моль} \approx 12.59 \, \text{л} \]
Таким образом, для получения 11,7 г бензола при выходе 80% потребуется примерно 12.59 литров ацетилена при нормальных условиях.
