Question

Какой объем (л) хлороводорода (н.у) образуется при взаимодействии 12 г водорода с хлором?

Answer 1

Дано:

V (H₂) = 12 г.

Найти:

V (HCl)

Решение:

• Запишем саму реакцию и уравняем её в случае необходимости:

H₂ + Cl₂ ===> 2 HCl↑

• По уравнению реакции: ν (H₂) : ν (HCl) = 1 : 2

• Найдём количество водорода:

ν (H₂) = m/M = 12 г./2 г/моль = 6 моль

• Найдём количество хлороводорода:

ν (HCl) = 2 • ν (H₂) = 2 • 6 моль = 12 моль

• Найдём искомый объём:

V (HCl) = Vm • ν = 22,4 л/моль • 12 моль = 268,8 л.

Ответ: V (HCl) = 268,8 л.

Answer 2

Для решения этой задачи необходимо знать химическое уравнение реакции между водородом и хлором. Реакция выглядит следующим образом:

\[ H_2 + Cl_2 \rightarrow 2HCl \]

Это означает, что одна молекула водорода \( H_2 \) реагирует с одной молекулой хлора \( Cl_2 \), образуя две молекулы хлороводорода \( 2HCl \).

Молярная масса водорода \( H_2 \) равна примерно 2 г/моль, а молярная масса хлора \( Cl_2 \) примерно 71 г/моль. Таким образом, молярная масса хлороводорода \( HCl \) равна примерно 36.5 г/моль (2 г/моль + 34.5 г/моль).

Теперь, используя данное уравнение реакции и молярные массы, мы можем рассчитать количество молекул водорода и хлора и затем определить количество молекул хлороводорода, которое образуется.

Масса водорода: 12 г Масса хлора: \( Cl_2 \) (2 моля) = \( 2 \times 71 \) г

Теперь найдем количество молей водорода и хлора, используя их молярные массы:

Количество молей водорода: \[ n_{H_2} = \frac{\text{масса}}{\text{молярная масса}} = \frac{12 \, \text{г}}{2 \, \text{г/моль}} \]

Количество молей хлора: \[ n_{Cl_2} = \frac{\text{масса}}{\text{молярная масса}} = \frac{2 \times 71 \, \text{г}}{71 \, \text{г/моль}} \]

Теперь находим минимальное количество молей реагентов, участвующих в реакции. Обратите внимание, что стехиометрический коэффициент перед \( H_2 \) равен 1, а перед \( Cl_2 \) равен 1, что соответствует их молярным отношениям в уравнении реакции.

Минимальное количество молей: \( n_{\text{мин}} = \min(n_{H_2}, n_{Cl_2}) \)

Теперь используем это минимальное количество молей для расчета количества молекул \( HCl \), образующихся в результате реакции:

\[ n_{HCl} = 2 \times n_{\text{мин}} \]

Теперь мы можем рассчитать объем хлороводорода при нормальных условиях (н.у.), при которых давление равно 1 атмосфере, а температура 0 градусов Цельсия (273.15 K). По уравнению состояния идеального газа \( PV = nRT \), где \( P \) - давление, \( V \) - объем, \( n \) - количество молей, \( R \) - универсальная газовая постоянная, а \( T \) - температура в кельвинах.

\[ V = \frac{nRT}{P} \]

Сначала переведем температуру в кельвины: \( 0^\circ \text{C} + 273.15 = 273.15 \, \text{K} \).

Теперь можем использовать уравнение для расчета объема хлороводорода:

\[ V_{HCl} = \frac{n_{HCl} \times R \times T}{P} \]

Подставляем известные значения и решаем уравнение. Универсальная газовая постоянная \( R \) примерно равна 0.0821 л/(моль·К).

\[ V_{HCl} = \frac{n_{HCl} \times 0.0821 \times 273.15}{1} \]

Вычислите это выражение, и вы получите объем хлороводорода при нормальных условиях после реакции между водородом и хлором.