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…

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!