Question

Обчисліть кількість аніліна утворившегося з 493 г нитробензола і 24 г водню при 10% вихіді. Яке із даних речовин і в якої кількості залишається в надлишку НА РУССКОМ : вычислите количество анилина получившегося из 493 г нитробензола и 24 г водорода при 10% выхода. Какое из данных веществ и в каком количестве остается в избытке

Answer 1

C6H5NO2 + 3Н2 --> C6H5NH2 + 2H2O

M (нитробензола) = 123г/моль

М (анилина) = 93г/моль

М (Н2) = 2г/моль

n (нитробензола) = 493/123=4,01 моль

n (Н2) = 24/2= 12 моль

согласно уравнению химической реакции на 1 моль нитробензола приходится 3 моль водорода, следовательно на 4,01 моль нитробензола потребуется 12,03 моль. А водорода всего 12 моль. Значит водород в недостатке, нитробензол в избытке (избыток = 0,01 моль).

Расчет ведем по недостатку (по водороду):

их 3 моль водорода образуется 1 моль анилина, из 12 моль получим 12/3=4 моль анилина.

с учетом выхода 10%:  4моль*10%/100%=0,4моль

m (анилина) = 0,4 моль * 93г/моль = 37,2г

Ответ: анилина 0,4моль или 37,2г

Answer 2

Для розв'язання цієї задачі спочатку знайдемо молекулярну масу кожного реагента і продукту реакції.

1. Молекулярна маса нитробензолу (C6H5NO2) розраховується шляхом додавання мас атомів кожного хімічного елемента: Молекулярна маса C6H5NO2 = (6 * маса атома C) + (5 * маса атома H) + (1 * маса атома N) + (2 * маса атома O) Молекулярна маса C6H5NO2 = (6 * 12.01 г/моль) + (5 * 1.01 г/моль) + (1 * 14.01 г/моль) + (2 * 16.00 г/моль) = 122.07 г/моль

2. Молекулярна маса водню (H2) - це просто два атоми водню: Молекулярна маса H2 = 2 * маса атома H = 2 * 1.01 г/моль = 2.02 г/моль

3. Молекулярна маса аниліну (C6H5NH2): Молекулярна маса C6H5NH2 = (6 * маса атома C) + (5 * маса атома H) + (1 * маса атома N) Молекулярна маса C6H5NH2 = (6 * 12.01 г/моль) + (5 * 1.01 г/моль) + (1 * 14.01 г/моль) = 93.08 г/моль

Тепер ми можемо використовувати молекулярні маси, щоб знайти кількість речовин, які беруть участь у реакції:

1. Кількість молів нитробензолу: Маса нитробензолу / Молекулярна маса нитробензолу = 493 г / 122.07 г/моль ≈ 4.04 моль

2. Кількість молів водню: Маса водню / Молекулярна маса водню = 24 г / 2.02 г/моль ≈ 11.88 моль

Реакційна рівність для утворення аниліну з нитробензолу і водню виглядає так:

C6H5NO2 + 3H2 → C6H5NH2 + 2H2O

За реакцією, один моль нитробензолу перетворюється в один моль аниліну. Однак коефіцієнт вихіду становить 10%, що означає, що лише 10% молів нитробензолу перетворюються в анилін. Тому кількість молів аниліну, яка утворюється, становить:

0.10 * 4.04 моль = 0.404 моль аниліну

Тепер ми можемо знайти масу аниліну, яка утворюється:

Маса аниліну = Кількість молів аниліну * Молекулярна маса аниліну Маса аниліну = 0.404 моль * 93.08 г/моль ≈ 37.63 г

Тепер давайте знайдемо, яке з реагентів залишається в надлишку. Маса водню, яку ми використовуємо, щоб перетворити 4.04 моль нитробензолу в анилін, обчислюється як:

Маса водню = Кількість молів водню * Молекулярна маса водню Маса водню = 11.88 моль * 2.02 г/моль ≈ 23.94 г

Звідси ми бачимо, що 24 г водню були вичерпані практично в повному обсязі (все, окрім 0.06 г водню, спожиті). Тому водень не залишається в надлишку. Нитробензол залишається надлишковим і в даному випадку не використовується повністю.