Question

Рассчитайте массу нитробензола, образовавшегося при взаимодействии 20,28г бензола с раствором азотной кислоты объемом 130мл (ρ=1,373г/мл), если массовая доля кислоты в растворе равна 60%.

Answer 1

Дано:
m(C6H6) = 20,28 r
V(p-pa HNO3)= 130 мл
ρ(p-pa HNO3) = 1,373 г/мл 
ω(HNO3) = 60% или 0,6
Найти:
m(C6H3(NO2)3) = ?

m(HNO3) = 130мл*1,373 г/мл*0,6 = 107,094 г
M(HNO3)= 63 г/моль
n(HNO3) = 107.094 г/63 г/моль = 1,7 моль
М(С6Н6) = 78 г/моль
n(C6H6) = 20,28 г/78 г/моль = 0,26 моль
С6H6 + HO-NO2 = C6H5NO2 + HOH   УХР1
Из УХР1 следует, что азотная кислота взята в избытке, поэтому будут проходить реакции:
С6H6 + 2HO-NO2 = C6H4(NO2)2 + 2HOH УХР2
С6Н6 + 3HO-NO2 = C6H3(NO2)3 + 3HOH УХР3
Из УХР3 следует, что азотная кислота взята в избытке, поэтому будет образовываться тринитробензол, n(C6H3(NO2)3)=n(C6H6) = 0.26 моль
M(C6H3(NO2)3 = 213 г/моль
m(C6H3(NO2)3 = 0,26 моль*213 г/моль = 55,38 г
Ответ: 55,38 г

Answer 2

Дано
m(C6H6)=20.28 g
V(ppaHNO3)=130 mL
p(HNO3)=1,373 g/mL
W(HNO3)=60 %
----------------------------
m(C6H5NO2)-?

находим массу раствора азотной к-ты
m(ppaHNO3)=V(ppaHNO3)*p(HNO3)=130*1.373 178.49 g
находим массу азотной к-ты
m(HNO3)=m(ppaHNO3)*W(HNO3) / 100%=178.49*60%/100%=107.094g
составляем УХР
   20.28     107.049       X
C6H6   +  HNO3-->C6H5NO2+H2O
  78             63              123
M(C6H6)=78 gmol
M(HNO3)=63 g/mol
M(C6H5NO2)=123 g/mol
n(C6H6)=m/M=20.28 / 78=0.26 mol
n(HNO3)=m/M=107.049 / 63=1.699 mol
n(C6H6)<n(HNO3)
20.28 / 78 = X/123
X=31.98 g
ответ 31.98 г

Answer 3

Для решения данной задачи нужно использовать химическое уравнение реакции образования нитробензола из бензола и азотной кислоты. Реакция выглядит следующим образом:

C6H6 + HNO3 -> C6H5NO2 + H2O

Из уравнения видно, что на каждую молекулу бензола (C6H6) требуется одна молекула азотной кислоты (HNO3) для образования одной молекулы нитробензола (C6H5NO2).

1 моль бензола (C6H6) имеет молярную массу 78,11 г/моль, и для 20,28 г бензола можно рассчитать количество молей следующим образом:

Моли = масса / молярная масса Моли = 20,28 г / 78,11 г/моль ≈ 0,26 моль

Так как на каждую молекулу бензола требуется одна молекула азотной кислоты, то для образования нитробензола также требуется 0,26 моль азотной кислоты (HNO3).

Масса азотной кислоты можно рассчитать, учитывая её массовую долю в растворе. Массовая доля выражает отношение массы растворенного вещества к массе раствора:

Масса азотной кислоты = массовая доля × масса раствора Масса азотной кислоты = 0,6 × 130 мл × 1,373 г/мл ≈ 106,38 г

Таким образом, масса азотной кислоты, необходимой для образования нитробензола, составляет примерно 106,38 г.

Молярная масса нитробензола (C6H5NO2) равна 123,11 г/моль. Так как на каждую молекулу бензола требуется одна молекула нитробензола, то количество молей нитробензола будет таким же, как количество молей бензола:

Количество молей нитробензола = 0,26 моль

Наконец, масса нитробензола можно рассчитать, учитывая его молярную массу и количество молей:

Масса нитробензола = количество молей × молярная масса Масса нитробензола = 0,26 моль × 123,11 г/моль