Для решения этой задачи нам нужно выполнить несколько шагов, начиная с понимания химической реакции, в которой бензол превращается в анилин. Процесс включает несколько стадий, но ключевыми являются нитрование бензола и последующее восстановление нитробензола до анилина.
Давайте разберем основные шаги:
- Запись уравнения реакции: Бензол (C6H6) сначала превращается в нитробензол (C6H5NO2) с помощью нитрования, а затем нитробензол восстанавливается до анилина (C6H5NH2).
- Молярные массы: Рассчитаем молярные массы необходимых веществ:
- Бензол (C6H6): 6 * 12 (углерод) + 6 * 1 (водород) = 78 г/моль
- Анилин (C6H5NH2): 6 * 12 (углерод) + 5 * 1 (водород) + 14 (азот) + 1 * 2 (водород) = 93 г/моль
- Определение теоретической массы бензола: Из уравнения реакции видно, что 1 моль бензола дает 1 моль анилина. Следовательно, для получения 279 г анилина нам нужно сначала определить количество молей анилина:
- Количество молей анилина = 279 г / 93 г/моль = 3 моль
Поскольку 1 моль бензола дает 1 моль анилина, нам также нужно 3 моль бензола. - Рассчет массы бензола без учета выхода: Масса бензола, необходимая для реакции без учета выхода, будет равна количеству молей бензола, умноженному на его молярную массу:
- Масса бензола = 3 моль * 78 г/моль = 234 г
- Учет выхода реакции: Поскольку выход реакции составляет 75%, это означает, что только 75% от теоретически рассчитанной массы бензола будет использовано эффективно. Чтобы учесть это, мы должны разделить теоретическую массу бензола на выход:
- Масса бензола с учетом выхода = 234 г / 0.75 = 312 г
Таким образом, для получения 279 г анилина с выходом 75% необходимо использовать 312 г бензола.