Question

Бензен, добутий тримеризацією етину, піддали нітруванню. Утво- рився нітробензен масою 30,75 кг. Який об'єм етину використали? Якумасу феніламіну можна синтезувати?​

Answer 1

Ответ:

V(C₂H₂)=16,8 м³

m(C₆H₅NH₂)=23,25 кг

Объяснение:

1) 3С2H2 → C6H6

2) C6H6 + HNO3 → C6H5NO2 +H2O

3) C6H5NO2 + 3H2 → C6H5NH2 + 2H2O

n(C6H5NO2)=n(C6H6)=m/M=30,75кг/123кг/кмоль=0,25 кмоль

n(C2H2)3*n(C6H6)=3*0,25=0,75кмоль=750 моль

V(C2H2)=n*Vm=750моль*22,4л/моль=16800 л (16,8м³)

n(C6H5NH2)=n(C6H5NO2)=0,25 кмоль

m(C6H5NH2)=n*M=0,25кмоль*93кг/кмоль=23,25 кг

Answer 2

Для вирішення цього завдання нам потрібно знати хімічну реакцію тримеризації етину і нітрування бензену, а також відомості про маси молекул і зв'язків у цих реакціях.

1. Тримеризація етину: Тримеризація етину - це хімічна реакція, під час якої з трьох молекул етину утворюється бензен. Реакція виглядає наступним чином: 3 C2H2 (етин) -> C6H6 (бензен)

Зараз давайте розглянемо масу бензену, який утворився. Вам відомо, що маса нітробензену становить 30,75 кг. Маса бензену утвориться у такому ж співвідношенні, тому:

Маса бензену = 30,75 кг

2. Нітрування бензену: Нітрування бензену - це реакція, під час якої атоми водню в бензені замінюються атомами нітрогену з воднем, утворюючи нітробензен (C6H6N2O2).

Тепер нам потрібно знати масову частку азоту в нітробензені, щоб розрахувати масу азоту в нітробензені.

Азот має атомну масу приблизно 14 г/моль, і відомо, що масова частка азоту в нітробензені (C6H6N2O2) дорівнює 14 * 2 / (14 * 2 + 6 * 6 + 16 * 2) = 28 / 182 ≈ 0,1538.

Тепер розрахуємо масу азоту в 30,75 кг нітробензену:

Маса азоту = 0,1538 * 30,75 кг ≈ 4,73 кг

3. Розрахунок маси етину: Знаючи масу азоту у нітробензені, ми можемо розрахувати масу етину, використану під час синтезу нітробензену. Оскільки в молекулі етину є два атоми водню (H2C2), а маса азоту - приблизно 14 г/моль, то відомо, що в одному мольові азоту міститься 2 молі етину.

Маса етину = Маса азоту в нітробензені * (1 моль азоту / 14 г) * (2 молі етину / 1 моль азоту)

Маса етину = 4,73 кг * (1 / 14) * 2 ≈ 0,3375 кг

Отже, маса етину, яку використали для синтезу 30,75 кг нітробензену, становить приблизно 0,3375 кг.

Це відповідає на перше питання.

4. Синтез феніламіну: Феніламін (C6H5NH2), також відомий як анілін, має формулу C6H5NH2 і включає атоми вуглецю, водню та азоту.

Для синтезу феніламіну потрібно мати азотний джерело, і ви можете використовувати нітробензен (який ви вже синтезували) як вихідний матеріал. Нітробензен може бути гідролізований, тобто взаємодіяти з лужним розчином (наприклад, натрієвою гідроксидною) для перетворення його в амін, феніламін. Реакція виглядає так:

C6H5NO2 (нітробензен) + 3 NaOH (натрієва гідроксид) -> C6H5NH2 (феніламін) + NaNO3 (натрій нітрат) + 2 H2O (вода)

Тепер ви можете розрахувати масу феніламіну, яку можна синтезувати з 30,75 кг нітробензену. Розрахунок виконується аналогічно до попереднього кроку, використовуючи масову частку азоту в феніламіні.

Маса феніламіну = Маса азоту в ніт