При гидрировании 7,8 г бензола до циклогексана при нагревании в присутствии катализатора поглотилось...

Для решения задачи по определению выхода циклогексана при гидрировании бензола, сначала необходимо рассчитать теоретическое количество циклогексана, которое можно получить, а затем сравнить это с фактическим количеством, основанным на поглощении водорода.

1. Напишите уравнение реакции:

   [ \text{C}_6\text{H}_6 + 3\text{H}_2 \rightarrow \text{C}6\text{H}{12} ]

   Здесь одна моль бензола реагирует с тремя молями водорода, образуя одну моль циклогексана.

2. Рассчитайте количество молей бензола:

   Молярная масса бензола ((\text{C}_6\text{H}_6)) составляет 78 г/моль.

   [ \text{Количество молей бензола} = \frac{7.8 \, \text{г}}{78 \, \text{г/моль}} = 0.1 \, \text{моль} ]

3. Рассчитайте теоретическое количество водорода:

   По уравнению реакции, 0.1 моль бензола потребует (0.1 \times 3 = 0.3) моль водорода.

4. Определите фактическое количество водорода:

   В нормальных условиях (0°C и 1 атм) один моль газа занимает 22.4 л.

   [ \text{Количество молей водорода} = \frac{3.36 \, \text{л}}{22.4 \, \text{л/моль}} = 0.15 \, \text{моль} ]

5. Определите количество циклогексана, которое можно образовать:

   Поскольку 3 моля водорода необходимы для получения 1 моля циклогексана, 0.15 моль водорода достаточно для получения:

   [ \text{Количество циклогексана} = \frac{0.15 \, \text{моль}}{3} = 0.05 \, \text{моль} ]

6. Рассчитайте теоретическое количество циклогексана:

   Из 0.1 моль бензола теоретически можно получить 0.1 моль циклогексана (по уравнению реакции).

7. Рассчитайте выход реакции:

   [ \text{Выход} = \left(\frac{0.05 \, \text{моль}}{0.1 \, \text{моль}} \right) \times 100\% = 50\% ]

Таким образом, выход циклогексана в данной реакции составляет 50%.

Для определения выхода циклогексана необходимо использовать закон сохранения массы.

1. Найдем количество молей бензола: m = M/Mm, где m - количество вещества (моль), M - масса вещества (г), Mm - молярная масса вещества (г/моль).

Mm(C6H6) = 78 г/моль m(C6H6) = 7,8 г n(C6H6) = 7,8 г / 78 г/моль = 0,1 моль

1. Найдем количество молей потребленного водорода: n(H2) = V/22,4, где n - количество вещества (моль), V - объем вещества (л).

V(H2) = 3,36 л n(H2) = 3,36 л / 22,4 л/моль = 0,15 моль

1. Согласно уравнению реакции гидрирования бензола до циклогексана: C6H6 + 3H2 → C6H12

Из уравнения видно, что для образования 1 моля циклогексана необходимо 3 моля водорода.

1. Теперь найдем количество молей образовавшегося циклогексана: n(C6H12) = n(H2) / 3 = 0,15 моль / 3 = 0,05 моль

2. Найдем массу циклогексана: Mm(C6H12) = 84 г/моль m(C6H12) = n(C6H12) Mm(C6H12) = 0,05 моль 84 г/моль = 4,2 г

3. Наконец, найдем выход циклогексана: Выход = (масса циклогексана / масса исходного бензола) 100% Выход = (4,2 г / 7,8 г) 100% ≈ 53,8%

Таким образом, выход циклогексана составляет примерно 53,8%.