Question

В реакцию вступили 73 г соляной кислоты и натрий. В результате образовался газ при (н.у.) найдите массу образовавшегося вещества и объём получившегося газа.

Answer 1

2Na + 2HCl = 2NaCl + H2 (реакция замещения, образовавшееся в-во — соль Хлорид натрия; газ — Водород)

• Дано:

m(HCl) = 73 г

m(NaCl) = ?

V(H2) = ?

—————————

n(HCl) = m(HCl) ÷ Mr

n(HCl) = n(NaCl) = 2 × n(H2)

m(NaCl) = n(NaCl) × Mr

n(H2) = n(HCl) ÷ 2

V(H2) = n(H2) × Vm

• Решение:

n(HCl) = 73 г ÷ 36,5 г/моль = 2 моль

n(NaCl) = 2 моль

m(NaCl) = 2 моль × 58,5 г/моль = 117 г

n(H2) = 2 моль ÷ 2 = 1 моль

V(H2) = 1 моль × 22,4 л/моль = 22,4 л

Ответ: m(NaCl) = 117 г; V(H2) = 22,4 л

Answer 2

Для решения этой задачи, давайте сначала определим химическую реакцию между соляной кислотой (HCl) и натрием (Na). Уравнение реакции выглядит следующим образом:

$2 \mathrm{HCl} + 2 \mathrm{Na} \rightarrow 2 \mathrm{NaCl} + \mathrm{H_2}.$

Из уравнения видно, что 2 молекулы соляной кислоты (2HCl) реагируют с 2 молекулами натрия (2Na), образуя 2 молекулы хлорида натрия (2NaCl) и молекулу водорода ($H_2$).

Молярная масса $HCl$ составляет примерно 36,5 г/моль, а молярная масса $Na$ составляет примерно 23 г/моль.

1. Найдем количество молей соляной кислоты (HCl): $n(\mathrm{HCl}) = \frac{m(\mathrm{HCl})}{M(\mathrm{HCl})}.$

   Где $m(\mathrm{HCl})$ - масса соляной кислоты, $M(\mathrm{HCl})$ - молярная масса соляной кислоты.

2. Найдем количество молей натрия (Na): Так как моль Na и моль HCl входят в реакцию в отношении 1:1, то количество молей натрия будет таким же, как количество молей HCl.

3. Найдем количество молей образовавшегося водорода ($H_2$): Так как в реакции 2 молекулы HCl образуют 1 молекулу $H_2$, количество молей $H_2$ будет половиной количества молей HCl.

4. Найдем массу образовавшегося водорода: $m(\mathrm{H_2}) = n(\mathrm{H_2}) \times M(\mathrm{H_2}).$

5. Найдем объем водорода при нормальных условиях (н.у.): Уравнение состояния идеального газа: $PV = nRT$, где $P$ - давление, $V$ - объем, $n$ - количество молей газа, $R$ - универсальная газовая постоянная, $T$ - температура.

   При н.у. $P = 1 \, атмосфера = 101,325 \, кПа$ и $T = 273,15 \, K$.

   $V(\mathrm{H_2}) = \frac{n(\mathrm{H_2}) \times R \times T}{P}.$

Теперь давайте подставим численные значения:

$m(\mathrm{HCl}) = 73 \, г,$

$M(\mathrm{HCl}) = 36,5 \, г/моль,$

$n(\mathrm{HCl}) = \frac{73}{36,5} = 2 \, моль.$

Так как моль Na и моль HCl входят в реакцию в отношении 1:1, то $n(\mathrm{Na}) = 2 \, моль$.

Теперь рассчитаем количество молей $H_2$, которое образуется в результате реакции: $n(\mathrm{H_2}) = \frac{1}{2} \times n(\mathrm{HCl}) = 1 \, моль$.

$M(\mathrm{H_2}) = 2 \times 1,008 = 2,016 \, г/моль.$

Теперь рассчитаем массу образовавшегося водорода:

$m(\mathrm{H_2}) = n(\mathrm{H_2}) \times M(\mathrm{H_2}) = 1 \times 2,016 = 2,016 \, г.$

Теперь рассчитаем объем водорода при нормальных условиях:

$P = 101,325 \, кПа, \, R = 8,314 \, кПа \cdot л/(моль \cdot K), \, T = 273,15 \, K.$

$V(\mathrm{H_2}) = \frac{n(\mathrm{H_2}) \times R \times T}{P}.$

$V(\mathrm{H_2}) = \frac{1 \times 8,314 \times 273,15}{101,325} \approx 22,48 \, л.$

Таким образом, масса образовавшегося вещества составляет 2,016 г, а объем получившегося газа при нормальных условиях - примерно 22,48 л.