Какую массу анилина можно получить при восстановления нитробензола массой 246 г., если песовая доля выхода составляет 0,9

Для решения этой задачи нужно рассмотреть процесс восстановления нитробензола до анилина и применить понятия стехиометрии и выхода продукта реакции.

Шаг 1: Запись уравнения реакции

Восстановление нитробензола до анилина может быть описано следующим уравнением реакции:

\[ \text{C}_6\text{H}_5\text{NO}_2 + 3\text{H} \rightarrow \text{C}_6\text{H}_5\text{NH}_2 + 2\text{H}_2\text{O} \]

Здесь:

• Нитробензол: \( \text{C}_6\text{H}_5\text{NO}_2 \)
• Анилин: \( \text{C}_6\text{H}_5\text{NH}_2 \)

Шаг 2: Определение молекулярных масс

Для расчёта необходимо знать молекулярные массы веществ:

• Молярная масса нитробензола \( \text{C}_6\text{H}_5\text{NO}_2 \):

  • C: 12.01 г/моль \( \times 6 = 72.06 \) г/моль
  • H: 1.008 г/моль \( \times 5 = 5.04 \) г/моль
  • N: 14.01 г/моль \( \times 1 = 14.01 \) г/моль
  • O: 16.00 г/моль \( \times 2 = 32.00 \) г/моль
  • Итого: \( 72.06 + 5.04 + 14.01 + 32.00 = 123.11 \) г/моль

• Молярная масса анилина \( \text{C}_6\text{H}_5\text{NH}_2 \):

  • C: 12.01 г/моль \( \times 6 = 72.06 \) г/моль
  • H: 1.008 г/моль \( \times 7 = 7.056 \) г/моль
  • N: 14.01 г/моль \( \times 1 = 14.01 \) г/моль
  • Итого: \( 72.06 + 7.056 + 14.01 = 93.13 \) г/моль

Шаг 3: Расчёт количества моль нитробензола

Теперь, используя массу нитробензола \( m = 246 \) г и его молярную массу \( M = 123.11 \) г/моль, находим количество моль:

\[ n(\text{нитробензол}) = \frac{m}{M} = \frac{246 \, \text{г}}{123.11 \, \text{г/моль}} \approx 2.00 \, \text{моль} \]

Шаг 4: Расчёт теоретической массы анилина

Согласно уравнению реакции, 1 моль нитробензола даёт 1 моль анилина. Таким образом, 2 моль нитробензола дадут 2 моль анилина.

Теперь находим массу анилина:

\[ m(\text{анилин}) = n \times M = 2.00 \, \text{моль} \times 93.13 \, \text{г/моль} \approx 186.26 \, \text{г} \]

Шаг 5: Учет выхода продукта

Согласно условиям задачи, выход составляет 0.9 (или 90%).

Следовательно, фактическая масса анилина будет:

\[ m_{\text{фактическая}} = 186.26 \, \text{г} \times 0.9 \approx 167.63 \, \text{г} \]

Ответ

Таким образом, при восстановлении 246 г нитробензола можно получить приблизительно 167.63 г анилина с учётом выхода 90%.