Добрый день, уважаемый ученик! Давайте решим эту задачу пошагово и внимательно.
У нас есть исходное вещество - п-ксилол, масса которого равна 3240 кг. Мы хотим узнать, сколько килограммов терефталевой кислоты образуется.
Условие говорит, что выход терефталевой кислоты составляет 92%. Это значит, что из каждых 100 частей п-ксилола мы получаем 92 части терефталевой кислоты.
Для начала, давайте найдем, сколько частей терефталевой кислоты получается из 3240 кг п-ксилола.
Для этого мы можем воспользоваться пропорцией. Запишем ее:
Для решения данной задачи, нам понадобятся следующие формулы:
1) Массовая доля вещества (или процентное содержание) - это отношение массы искомого вещества к массе общей смеси. Она рассчитывается по формуле:
Массовая доля (x%) = (Масса искомого вещества / Масса общей смеси) * 100%
2) Уравнение реакции и простейший расчет по пропорции.
Теперь, пошагово решим задачу:
Шаг 1. Изначально у нас есть 1000 кг (или 1 т) карбида кальция, содержащего 85% CaC2. Чтобы рассчитать массу CaC2 в данной смеси, необходимо умножить общую массу на массовую долю CaC2:
Масса CaC2 = 1000 кг * 85% = 850 кг.
Шаг 2. Теперь нужно рассчитать массу ацетилена, который образуется. Для этого воспользуемся пропорцией:
2 моль CaC2 → 1 моль C2H2
X г CaC2 → Y г C2H2
Массовая доля CaC2 в карбиде кальция равна 85%, это означает, что 850 кг карбида кальция содержат (850 кг * 85% = 722.5 кг) CaC2.
Масса 1 моля CaC2 = молярная масса CaC2 = 1 атом Ca * атомная масса Ca + 2 атома C * атомная масса C = 40 g/mol + 2 * 12 g/mol = 64 g/mol.
Масса 1 моля C2H2 = молярная масса C2H2 = 2 атома C * атомная масса C + 2 атома H * атомная масса H = 2 * 12 g/mol + 2 * 1 g/mol = 26 g/mol.
Зная массу 1 моля CaC2 и массу 1 моля C2H2, можем построить пропорцию:
64 g CaC2 → 26 g C2H2
722.5 кг CaC2 → X г C2H2
Для вычисления массы C2H2 (X) решим пропорцию:
X = (722.5 кг CaC2 * 26 g C2H2) / 64 g CaC2 = 293.32 кг C2H2.
Шаг 3. На данный момент мы знаем, что 1 т карбида кальция превращается в 293.32 кг ацетилена (C2H2). Теперь необходимо рассчитать массу уксусного альдегида (CH3CHO) и уксусной кислоты (CH3COOH), образующихся при окислении ацетилена.
- Выход ацетилена составляет 97%, что означает, что из 293.32 кг C2H2 выходит:
293.32 кг * 97% = 284.85 кг ацетилена.
- Строим пропорцию для рассчета массы уксусного альдегида (CH3CHO):
1 моль C2H2 → 2 моля CH3CHO
26 г C2H2 → Y г CH3CHO
Масса 1 моля CH3CHO = молярная масса CH3CHO = 2 атома C * атомная масса C + 4 атома H * атомная масса H + 1 атом O * атомная масса O = 2 * 12 g/mol + 4 * 1 g/mol + 1 * 16 g/mol = 44 g/mol.
Зная массу 1 моля C2H2 и массу 1 моля CH3CHO, решим пропорцию:
26 г C2H2 → 44 г CH3CHO
284.85 кг C2H2 → X г CH3CHO
Для вычисления массы CH3CHO (X) решим пропорцию:
X = (284.85 кг C2H2 * 44 г CH3CHO) / 26 г C2H2 = 483.82 кг CH3CHO.
- Теперь рассчитаем массу уксусной кислоты (CH3COOH):
1 моль CH3CHO → 1 моль CH3COOH
44 г CH3CHO → Y г CH3COOH
Масса 1 моля CH3COOH = молярная масса CH3COOH = 2 атома C * атомная масса C + 4 атома H * атомная масса H + 2 атома O * атомная масса O = 2 * 12 g/mol + 4 * 1 g/mol + 2 * 16 g/mol = 60 g/mol.
Зная массу 1 моля CH3CHO и массу 1 моля CH3COOH, решим пропорцию:
44 г CH3CHO → 60 г CH3COOH
483.82 кг CH3CHO → X г CH3COOH
Для вычисления массы CH3COOH (X) решим пропорцию:
X = (483.82 кг CH3CHO * 60 г CH3COOH) / 44 г CH3CHO = 659.09 кг CH3COOH.
Шаг 4. Наконец, мы можем рассчитать расход на 1 т уксусной кислоты. Поскольку мы получаем 659.09 кг CH3COOH из 1 т карбида кальция, то:
Расход на 1 т уксусной кислоты = 659.09 кг CH3COOH * (1 т / 1000 кг) = 0.659 т.
Таким образом, расход на 1 т уксусной кислоты для карбида кальция, содержащего 85% CaC2, составляет 0.659 т.
SCl2