Question

З бензену масою 156 г одержали нітробензен (вихід 85%), який у подальшому відновили воднем (н.у.). Обчисліть об′єм водню, який витратили на повне відновлення нітробензену до аніліну.

Answer 1

Дано:

m(C6H6) = 156 г

η(C6H5NO2) = 85%

Знайти:

V(H2) - ?

Розв'язання:

1) C6H6 + HNO3 → C6H5NO2 + H2O;

C6H5NO2 + 3H2 → C6H5NH2 + 2H2O;

2) n(C6H6) = m / M = 156 / 78 = 2 моль;

3) n теор.(C6H5NO2) = n(C6H6) = 2 моль;

4) n практ.(C6H5NO2) = η * n теор. / 100% = 85% * 2 / 100% = 1,7 моль;

5) n(H2) = n практ.(C6H5NO2) * 3 = 1,7 * 3 = 5,1 моль;

6) V(H2) = n(H2) * Vm = 5,1 * 22,4 = 114,24 л.

Відповідь: Об'єм H2 становить 114,24 л.

Answer 2

Давайте розглянемо реакції, які відбулися у цьому процесі:

1. Відновлення нітробензену (C6H5NO2) до аніліну (C6H7N): $C6H5NO2 + 6H2 \longrightarrow C6H7N + 2H2O$

2. З реакції видно, що коефіцієнт стехіометрії між нітробензеном і воднем - 1:6.

Тепер розглянемо обчислення:

1. Молярна маса нітробензену (C6H5NO2): $M_{C6H5NO2} = 12.01 \times 6 + 1.01 \times 5 + 14.01 + 16.00 \times 2 \approx 123.13 \, \text{г/моль}$

2. Кількість нітробензену (n1) у грамах: $n1 = \frac{156 \, \text{г}}{123.13 \, \text{г/моль}} \approx 1.267 \, \text{моль}$

3. Виход аніліну буде такий же, як вихід нітробензену, оскільки вони утворюються в однаковому кількісному співвідношенні.

4. Кількість водню (n2), який необхідний для повного відновлення нітробензену: $n2 = 6 \times n1 \approx 6 \times 1.267 \, \text{моль} \approx 7.602 \, \text{моль}$

Тепер переведемо кількість водню в об'єм. Молярний об'єм водню за н.у. становить близько 22.4 л/моль.

5. Об'єм водню (V) у літрах: $V = n2 \times 22.4 \, \text{л/моль} \approx 7.602 \, \text{моль} \times 22.4 \, \text{л/моль} \approx 170.02 \, \text{л}$

Отже, для повного відновлення нітробензену до аніліну було витрачено приблизно 170.02 л водню.