Какой газ образовался в результате реакции 85 г бензола с 160 г концентрированной азотной кислотой? Какова масса этого

Для решения этой задачи, нам необходимо знать баланс химического уравнения реакции между бензолом (C6H6) и азотной кислотой (HNO3).

Сначала, давайте составим балансовое уравнение реакции:

\[ C6H6 + HNO3 → ? \]

У нас есть 85 г бензола (C6H6) и 160 г азотной кислоты (HNO3). Чтобы определить, какой газ образуется в результате реакции, мы должны преобразовать массу вещества в количество вещества и использовать коэффициенты перед формулами в балансовом уравнении, чтобы определить соотношение между реагентами и продуктами.

Шаг 1: Найдем количество вещества бензола и азотной кислоты, используя молярные массы.

Молярная масса бензола (C6H6) составляет 78.11 г/моль.

Количество вещества бензола (n) можно найти, поделив массу на молярную массу:

\[ n_{C6H6} = \frac{m_{C6H6}}{M_{C6H6}} = \frac{85 \, \text{г}}{78.11 \, \text{г/моль}} \approx 1.088 \, \text{моль} \]

Аналогично, найдем количество вещества азотной кислоты (HNO3). Молярная масса азотной кислоты (HNO3) составляет 63 г/моль.

\[ n_{HNO3} = \frac{m_{HNO3}}{M_{HNO3}} = \frac{160 \, \text{г}}{63 \, \text{г/моль}} \approx 2.540 \, \text{моль} \]

Шаг 2: Рассмотрим стехиометрию реакции и найдем соотношение между бензолом и азотной кислотой.

Из балансового уравнения видно, что коэффициенты перед формулами соответствуют соотношению между реагентами и продуктами.

В уравнении, перед бензолом (C6H6) стоит 1, а перед азотной кислотой (HNO3) - 3.

Это означает, что для полного расхода азотной кислоты требуется 3 моль азотной кислоты на 1 моль бензола (3:1).

Шаг 3: Используя соотношение между бензолом и азотной кислотой, найдем количество вещества азотной кислоты, которая реагирует с бензолом.

Так как у нас 1.088 моль бензола (C6H6), то количество вещества азотной кислоты, которое реагирует, будет:

\[ n_{HNO3} = 1.088 \, \text{моль бензола} \times \frac{3 \, \text{моль HNO3}}{1 \, \text{моль C6H6}} \approx 3.264 \, \text{моль HNO3} \]

Шаг 4: Найдем массу газа, который образуется в результате реакции.

Из уравнения реакции видно, что при полном расходе азотной кислоты образуется 1 моль NO2 газа (балансовый коэффициент перед NO2).

Молярная масса NO2 составляет около 46 г/моль.

Таким образом, масса газа будет:

\[ m_{NO2} = n_{HNO3} \times M_{NO2} = 3.264 \, \text{моль} \times 46 \, \text{г/моль} \approx 150.144 \, \text{г} \]

Ответ: В результате реакции образуется газ NO2. Масса этого газа составляет около 150.144 г.