В реакцию с азотной кислотой вступило 156 г бензола. Сколько граммов нитробензола образовалось?

В этой задаче рассматривается реакция бензола с азотной кислотой, которая обычно происходит в условиях катализатора и приводит к образованию нитробензола (реакция нитрования). Основное уравнение реакции:

$\text{C}_6\text{H}_6 + \text{HNO}_3 \rightarrow \text{C}_6\text{H}_5\text{NO}_2 + \text{H}_2\text{O}$

Для того чтобы рассчитать, сколько граммов нитробензола образуется, нужно использовать закон сохранения массы и молекулярные массы веществ.

1. Молекулярная масса бензола (C₆H₆):

   • Масса атома углерода (C) = 12 г/моль

   • Масса атома водорода (H) = 1 г/моль

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

2. Молекулярная масса нитробензола (C₆H₅NO₂):

   • Масса атома углерода (C) = 12 г/моль

   • Масса атома водорода (H) = 1 г/моль

   • Масса атома азота (N) = 14 г/моль

   • Масса атома кислорода (O) = 16 г/моль

   • Молекулярная масса нитробензола = (6 × 12) + (5 × 1) + (1 × 14) + (2 × 16) = 123 г/моль

3. Количество вещества бензола:
   Для того чтобы найти количество вещества бензола (в молях), используем формулу:
   $n_{\text{бензола}} = \frac{m_{\text{бензола}}}{M_{\text{бензола}}}$
   Где:

   • $m_{\text{бензола}} = 156$ г — масса бензола,

   • $M_{\text{бензола}} = 78$ г/моль — молекулярная масса бензола.

   $n_{\text{бензола}} = \frac{156}{78} = 2 \text{ моль}$

4. Молекулярные отношения в реакции:
   В уравнении реакции бензол реагирует с азотной кислотой в молекулярном соотношении 1:1, то есть на 1 моль бензола образуется 1 моль нитробензола.

5. Масса нитробензола:
   Теперь, зная количество вещества бензола (2 моль), можем найти массу нитробензола:
   $m_{\text{нитробензола}} = n_{\text{нитробензола}} \times M_{\text{нитробензола}}$
   $m_{\text{нитробензола}} = 2 \times 123 = 246 \text{ г}$

Ответ: Из 156 г бензола образуется 246 г нитробензола.