Как, исходя из метана, можно получить бензол? Сколько литров метана необходимо затратить на получение 7,8 г бензола?

Метан (CH₄) можно преобразовать в бензол (C₆H₆) через несколько химических реакций, но наиболее часто для этого используется процесс пиролиза (крекинга) метана при высоких температурах, который происходит в присутствии катализаторов. В результате пиролиза метана может образовываться смесь углеводородов, в том числе и бензол.

Для того чтобы понять, сколько литров метана нужно для получения 7,8 г бензола, давайте сначала рассчитаем молекулярные массы веществ:

• Молекулярная масса метана (CH₄) = 12 + 4 = 16 г/моль

• Молекулярная масса бензола (C₆H₆) = 6 * 12 + 6 * 1 = 78 г/моль

Теперь вычислим, сколько молей бензола нам нужно для того, чтобы получить 7,8 г бензола:

Для того чтобы получить 0,1 моль бензола, нужно затратить определенное количество метана. Процесс пиролиза метана может протекать с разным выходом бензола, но для простоты примем, что реакция идет по уравнению:

Это уравнение говорит нам, что из 6 молей метана получается 1 моль бензола. Таким образом, для того чтобы получить 0,1 моль бензола, нам нужно:

Теперь вычислим массу метана, которую нужно использовать:

Молярный объем газа при нормальных условиях составляет 22,4 литра/моль. Следовательно, объем метана, необходимый для получения 7,8 г бензола, будет:

Таким образом, для получения 7,8 г бензола потребуется 13,44 литра метана.