Химия·Органическая химия·10 класс

Из 224 л метана получают бензол: выход ацетилена 80 %, бензола 60 % — найти массу бензола

Условие

Метан объёмом 224 л (н. у.) пропустили через нагретую до 1500 °C трубку с быстрым охлаждением продуктов, получив ацетилен с выходом 80 % от теоретически возможного. Весь полученный ацетилен затем пропустили над активированным углём при 600 °C, где он превратился в бензол с выходом 60 %. Вычислите массу полученного бензола и общий выход бензола в пересчёте на исходный метан.

Ответ

$m(C_6H_6) = 62{,}4$ г; общий выход 48 %

Решение по шагам

Шаг 1. Находим количество вещества метана
$n(CH_4) = \frac{V}{V_m} = \frac{224}{22{,}4} = 10$ моль.

Это исходная величина, от которой пойдёт вся цепочка. Обратите внимание: выход дан для каждой стадии отдельно, значит и считать надо стадию за стадией.
Шаг 2. Записываем обе стадии синтеза
Пиролиз (крекинг) метана при 1500 °C с быстрым охлаждением:

$2CH_4 \to C_2H_2 + 3H_2$

Тримеризация ацетилена над активированным углём (реакция Зелинского):

$3C_2H_2 \to C_6H_6$ (акт. уголь, 600 °C)

Ключевые соотношения: 2 моль метана дают 1 моль ацетилена, 3 моль ацетилена дают 1 моль бензола. Именно эти коэффициенты чаще всего теряют.

Осталось ещё 3 шага — откроются после входа:

Шаг 3. Первая стадия с учётом выхода
Шаг 4. Вторая стадия и масса бензола
Шаг 5. Общий выход и проверка

Получить полное решение

Бесплатно · займёт минуту

Частые ошибки

Складывают выходы стадий (80 % + 60 %) или берут только меньший из них вместо произведения $0{,}8 \cdot 0{,}6$ .
Забывают коэффициент 2 в уравнении $2CH_4 \to C_2H_2 + 3H_2$ и получают вдвое больше ацетилена.
Считают, что из 1 моль ацетилена выходит 1 моль бензола, игнорируя тримеризацию (нужно делить на 3).
Применяют выход только к последней стадии, оставляя первую «идеальной».
Берут $M(C_6H_6) = 72$ или 84 г/моль вместо 78 г/моль.

Другие задачи по теме «Органическая химия»

Определите молекулярную формулу алкана, если плотность его паров по водороду равна 2910 классКакой объём кислорода нужен для полного сгорания 4,48 л этана (н. у.)10 классСколько изомеров у пентана C5H12 и как они называются10 классНайдите формулу вещества: 52,17 % углерода, 13,04 % водорода, плотность по водороду 2310 классОпределите альдегид: 11,6 г вещества дали 43,2 г серебра в реакции серебряного зеркала10 класс

Похожая задача?Сфотографируйте своё условие — ИИ разберёт его по шагам так же