Для решения задачи сначала необходимо понять, какова реакция превращения ацетилена (C₂H₂) в бензол (C₆H₆) и рассчитать, сколько бензола можно получить из данной массы ацетилена с учётом выхода реакции.
Шаг 1: Написание уравнения реакции
Реакция тримеризации ацетилена представляется следующим образом:
[
3 , C_2H_2 \rightarrow C_6H_6
]
Это означает, что для получения молекулы бензола (C₆H₆) требуется 3 молекулы ацетилена (C₂H₂).
Шаг 2: Расчёт количества молей ацетилена
Следующий шаг — найти количество молей ацетилена в 26 г. Для этого сначала нужно вычислить молярную массу ацетилена (C₂H₂):
- Углерод (C) имеет молярную массу примерно 12 г/моль.
- Водород (H) имеет молярную массу примерно 1 г/моль.
Таким образом, молярная масса ацетилена:
[
\text{ММ}(C_2H_2) = 2 \cdot 12 + 2 \cdot 1 = 24 + 2 = 26 , \text{г/моль}
]
Теперь найдём количество молей ацетилена в 26 г:
[
n(C_2H_2) = \frac{m}{M} = \frac{26 , \text{г}}{26 , \text{г/моль}} = 1 , \text{моль}
]
Шаг 3: Определение количества бензола
Согласно уравнению реакции, 3 моль ацетилена дают 1 моль бензола. Отсюда определим, какое количество бензола можно получить из 1 моля ацетилена:
[
n(C_6H_6) = \frac{n(C_2H_2)}{3} = \frac{1 , \text{моль}}{3} = \frac{1}{3} , \text{моль}
]
Шаг 4: Молярная масса бензола
Теперь рассчитаем массу бензола, которая может быть получена. Молярная масса бензола (C₆H₆):
[
\text{ММ}(C_6H_6) = 6 \cdot 12 + 6 \cdot 1 = 72 + 6 = 78 , \text{г/моль}
]
Подсчитаем массу полученного бензола:
[
m(C_6H_6) = n(C_6H_6) \cdot M(C_6H_6) = \frac{1}{3} , \text{моль} \cdot 78 , \text{г/моль} = 26 , \text{г}
]
Шаг 5: Учет выхода реакции
Так как выход реакции составляет 30%, необходимо вычислить фактическую массу бензола, которая будет получена:
[
m_{\text{реал}} = m(C_6H_6) \cdot 0,30 = 26 , \text{г} \cdot 0,30 = 7,8 , \text{г}
]
Ответ
Масса бензола, которую можно получить из 26 г ацетилена с выходом 30%, составляет:
7,8 г.
