Какова будет масса циклогексана, полученного в результате реакции между 15,6 граммами бензола и 20,2 литрами водорода?

Для решения данной задачи, нам необходимо воспользоваться химическим уравнением реакции и определить соотношение веществ.

Уравнение реакции между бензолом (C₆H₆) и водородом (H₂) выглядит следующим образом:

C₆H₆ + 3H₂ → C₆H₁₂

Из данного уравнения видно, что на каждый моль бензола требуется 3 моля водорода для образования 1 моля циклогексана.

Для начала найдем количество молей бензола и водорода, используя их молярные массы и данные из условия задачи.

Молярная масса бензола (C₆H₆) равна 78,11 г/моль. Поэтому масса 15,6 граммов бензола можно преобразовать в количество молей следующим образом:

n(C₆H₆) = m(C₆H₆) / M(C₆H₆) = 15,6 г / 78,11 г/моль = 0,1994 моль бензола

Затем, мы должны определить количество молей водорода, используя и его молярную массу и данные из условия задачи. Основываясь на объеме 20,2 литра и стандартных условиях, можно использовать уравнение состояния идеального газа, чтобы привести объем к количеству молей:

PV = nRT

где P - давление газа, V - объем газа, n - количество молей газа, R - универсальная газовая постоянная, T - температура газа.

При стандартных условиях (давление 101,3 кПа и комнатная температура 25 °C или 298 K), можем использовать следующие значения:

R = 0,0821 атм·л/(моль·K)
P = 1 атм
T = 298 К

Из уравнения PV = nRT можно выразить количество молей:

n(H₂) = PV / RT = (1 атм * 20,2 л) / (0,0821 атм·л/(моль·К) * 298 К) = 0,8178 моль водорода

Теперь, соотношение количества молей бензола к количеству молей водорода в реакции указывает, что на каждый моль бензола требуется 3 моля водорода для образования 1 моля циклогексана.

Следовательно, количество молей циклогексана, образованного в результате реакции, равно:

n(C₆H₁₂) = n(H₂) / 3 = 0,8178 моль / 3 = 0,2726 моль циклогексана

Наконец, чтобы найти массу циклогексана, можем использовать его молярную массу. Молярная масса циклогексана (C₆H₁₂) равна 84,16 г/моль. Следовательно:

m(C₆H₁₂) = n(C₆H₁₂) * M(C₆H₁₂) = 0,2726 моль * 84,16 г/моль = 22,96 грамма

Таким образом, масса циклогексана, полученного в результате реакции между 15,6 граммами бензола и 20,2 литрами водорода, равна 22,96 граммам.