Бензол – ценнейшее сырьё для промышленного органического синтеза. Один из способов его получения – тримеризация ацетилена при пропускании над катализатором – активированным углём (реакция Зелинского). Сколько граммов бензола можно получить из 504 л (н.у.) ацетилена, если выход продукта реакции составляет 80%? Запишите подробное решение в поле ответа.

Пошаговое решение:

1. Определяем количество вещества ацетилена \((C_2H_2)\). Для этого воспользуемся уравнением состояния идеального газа \(PV = nRT\), где \(P\) – давление (атмосферное, 1 атм), \(V\) – объем (504 л), \(R\) – универсальная газовая постоянная (0.0821 л·атм/(моль·К)), \(T\) – температура (273 K для нормальных условий).
   Так как условия нормальные, используем упрощенную формулу: \(n = \frac{V}{V_m}\), где \(V_m = 22.4\) л/моль (молярный объем газа при н.у.).
   \[ n(C_2H_2) = \frac{504 \text{ л}}{22.4 \text{ л/моль}} = 22.5 \text{ моль} \]
2. Записываем уравнение реакции тримеризации ацетилена в бензол:
   \[ 3C_2H_2 \rightarrow C_6H_6 \]Из уравнения видно, что 3 моль ацетилена образуют 1 моль бензола.
3. Рассчитываем теоретическое количество вещества бензола \((C_6H_6)\), которое можно получить из 22.5 моль ацетилена:
   \[ n(C_6H_6) = \frac{n(C_2H_2)}{3} = \frac{22.5 \text{ моль}}{3} = 7.5 \text{ моль} \]
4. Определяем теоретическую массу бензола:
   \[ M(C_6H_6) = 6 \cdot 12 + 6 \cdot 1 = 78 \text{ г/моль} \]
   \[ m_{теор}(C_6H_6) = n(C_6H_6) \cdot M(C_6H_6) = 7.5 \text{ моль} \cdot 78 \text{ г/моль} = 585 \text{ г} \]
5. Учитываем выход реакции (80%):
   \[ m_{практ}(C_6H_6) = m_{теор}(C_6H_6) \cdot \text{выход} = 585 \text{ г} \cdot 0.8 = 468 \text{ г} \]

Ответ: 468 г