Для решения этой задачи сначала необходимо написать уравнение полной реакции сгорания бензола (C₆H₆):
\[ C_6H_6 + 7.5 O_2 \rightarrow 6 CO_2 + 3 H_2O \]
Если мы округлим коэффициенты, то уравнение можно представить в следующем виде:
\[ 2 C_6H_6 + 15 O_2 \rightarrow 12 CO_2 + 6 H_2O \]
Теперь найдем молекулярную массу бензола (C₆H₆):
- Углерод (C): 12 г/моль
- Водород (H): 1 г/моль
Следовательно, молекулярная масса бензола: \[ 6 \times 12 + 6 \times 1 = 72 + 6 = 78 \text{ г/моль} \]
Теперь мы можем найти количество моль бензола в 60 г:
\[ n = \frac{m}{M} = \frac{60 \text{ г}}{78 \text{ г/моль}} \approx 0.769 \text{ моль} \]
Согласно уравнению реакции, на 2 моль бензола образуется 12 моль углекислого газа (CO₂). Рассчитаем, сколько углекислого газа образуется при сгорании 0.769 моль бензола.
\[ \text{Количество CO₂} = 0.769 \text{ моль C₆H₆} \times \frac{12 \text{ моль CO₂}}{2 \text{ моль C₆H₆}} = 4.615 \text{ моль CO₂} \]
Теперь мы можем использовать закон идеальных газов, чтобы найти объем углекислого газа при нормальных условиях (н. у.), где 1 моль газа занимает объем 22.4 л:
\[ V = n \cdot V_m = 4.615 \text{ моль} \times 22.4 \text{ л/моль} \approx 103.2 \text{ л} \]
Таким образом, при реакции 60 г бензола с кислородом при нормальных условиях выделится примерно 103.2 литров углекислого газа.