1-1.При нитровании 4,48 л этана (н. у.) азотной кислотой получили 12г нитроэтана С2Нs№02. Вычислите массовую долю выхода
продукта.
1-2. В лаборатории из 33,бл ацетилена получили 30г бензола. Определите массовую долю выхода (в процентах) бензола от
теоретически возможного
1-3. Выход реакции тримеризации ацетилена составил 60.0%. Сколько кг ацетилена было подвергнуго полимеризации для
получения 78 кг бензола?
Чтобы решить задачи по выходам продуктов реакций, нам нужно использовать формулы для расчёта теоретического выхода, массовых долей и массы реагентов. Давайте разберем каждую задачу по отдельности.
### Задача 1-1
**Данные:**
- Объём этана (C₂H₆) = 4,48 л (н.у.)
- Масса нитроэтана (C₂H₅NO₂) = 12 г
**Шаги:**
1. Рассчитаем количество молей этана, используя его объём при нормальных условиях:
\[
n_{\text{C₂H₆}} = \frac{V}{V_m} = \frac{4,48 \, \text{л}}{22,4 \, \text{л/моль}} \approx 0,20 \, \text{моль}
\]
2. Найдём теоретический выход нитроэтана. Для нитрования 1 моля этана получается 1 моль нитроэтана, следовательно, ожидаемый выход:
\[
n_{\text{C₂H₅NO₂ (теор.)}} = n_{\text{C₂H₆}} = 0,20 \, \text{моль}
\]
3. Найдём массу теоретического выхода нитроэтана:
\[
M_{\text{C₂H₅NO₂}} = 2 \cdot 12 + 5 \cdot 1 + 14 + 2 = 43 \, \text{г/моль}
\]
\[
m_{\text{C₂H₅NO₂ (теор.)}} = n_{\text{C₂HₕNO₂ (теор.)}} \cdot M_{\text{C₂H₅NO₂}} = 0,20 \cdot 43 = 8,6 \, \text{г}
\]
4. Рассчитаем массовую долю выхода продукта:
\[
\text{Выход} = \frac{m_{\text{C₂H₅NO₂ (факт.)}}{m_{\text{C₂H₅NO₂ (теор.)}}} \times 100\% = \frac{12}{8,6} \times 100\% \approx 139,5\%
\]
### Задача 1-2
**Данные:**
- Объём ацетилена (C₂H₂) = 33,6 л (н.у.)
- Масса бензола (C₆H₆) = 30 г
**Шаги:**
1. Найдём количество молей ацетилена:
\[
n_{\text{C₂H₂}} = \frac{33,6}{22,4} = 1,5 \, \text{моль}
\]
2. Реакция получения бензола из ацетилена:
\[
3 \, \text{C₂H₂} \rightarrow \text{C₆H₆}
\]
Нам необходимо 3 моль ацетилена для получения 1 моля бензола, значит:
\[
n_{\text{C₆H₆ (теор.)}} = 1 = \frac{1,5}{3} = 0,5 \, \text{моль}
\]
3. Рассчитаем массу теоретического выхода бензола:
\[
M_{\text{C₆H₆}} = 6 \cdot 12 + 6 \cdot 1 = 78 \, \text{г/моль}
\]
\[
m_{\text{C₆H₆ (теор.)}} = n_{\text{C₆H₆}} \cdot M_{\text{C₆H₆}} = 0,5 \cdot 78 = 39 \, \text{г}
\]
4. Рассчитаем массовую долю выхода:
\[
\text{Выход} = \frac{m_{\text{C₆H₆ (факт.)}}{m_{\text{C₆H₆ (теор.)}}} \times 100\% = \frac{30}{39} \times 100\% \approx 76,92\%
\]
### Задача 1-3
**Данные:**
- Выход реакции = 60%
- Масса бензола = 78 кг
**Шаги:**
1. Найдём теоретически возможный выход бензола (при 100% выходе):
\[
78 \text{ кг} = m_{\text{C₂H₂ (факт.)}} \cdot 0,60
\]
\[
m_{\text{C₂H₂ (теор.)}} = \frac{78 \text{ кг}}{0,60} = 130 \text{ кг}
\]
2. Для реакции:
\[
3 \, \text{C₂H₂} \rightarrow \text{C₆H₆}
\]
Мы знаем, что 1 моль бензола получается из 3 моль ацетилена. Молярная масса ацетилена:
\[
M_{\text{C₂H₂}} = 2 \cdot 12 + 2 \cdot 1 = 26 \, \text{г/моль}
\]
Для 1 моля бензола необходимо 3 моля ацетилена, значит:
\[
m_{\text{C₂H₂ (теор.)}} = 3 \cdot 26 g \cdot 130 \text{ кг} = 390 \text{ кг}
\]
Таким образом, для получения 78 кг бензола потребуется 130 кг ацетилена при 60% выходе.
Если есть дополнительные вопросы или требуется более подробное объяснение, пожалуйста, сообщите!
