Question

Визначте кількість речовин PH3 та Cl2, які прореагувалі між собою повністю у відповідності з рівнянням реакції: PH3 + 4Cl2 = PCl5 + 3HCl, якщо в результаті реакції утворилося 1.2·1021 молекул. Який об′єм (н.у) займала вихідна суміш газів? Розрахуйте: масу молекули PH3, відносну густину кожного газу за азотом; маси речовин, що прореагували -PH3 та Cl2.

Answer 1

Для розрахунку кількості речовин PH3 і Cl2, які прореагували, спочатку ми повинні визначити кількість молекул PCl5 і HCl, які утворилися у реакції. Потім ми визначимо кількість молекул PH3 і Cl2, які були вихідними речовинами.

З рівняння реакції видно, що за одну молекулу PH3 утворюється одна молекула PCl5, і за одну молекулу PH3 утворюється три молекули HCl.

Отже, кількість молекул PCl5 у реакції дорівнює кількості молекул PH3, а кількість молекул HCl утричі більша кількості молекул PH3.

1.2·10^21 молекул реакційних продуктів (PCl5 і HCl) будуть відповідати 1.2·10^21 молекулам PH3.

Тепер давайте визначимо об'єм (в нормальних умовах, н.у) вихідної суміші газів. Один моль будь-якого газу за нормальних умов (0°C і 1 атмосферний тиск) займає приблизно 22.4 літра об'єму. Ми можемо визначити кількість молекул у вихідній суміші і перевести це в об'єм:

Кількість молекул у вихідній суміші = 1.2·10^21 молекул PH3

Об'єм вихідної суміші (в нормальних умовах) = (1.2·10^21 молекул PH3) / (6.022·10^23 молекул/моль) * 22.4 літра/моль

Об'єм вихідної суміші ≈ 4.48 літра (до двох знаків після коми).

Тепер розрахуємо масу молекули PH3:

1. Маса атома водню (H) ≈ 1 г/моль.
2. Маса атома фосфору (P) ≈ 31 г/моль.

Маса молекули PH3 = 3 * (маса атома водню) + (маса атома фосфору) = 3 * 1 г/моль + 31 г/моль = 34 г/моль.

Тепер розрахуємо відносну густину кожного газу за азотом (N2):

1. Відносна густина PH3 = (маса молекули PH3) / (маса молекули N2) = 34 г/моль / 28 г/моль ≈ 1.214.
2. Відносна густина Cl2 = (маса молекули Cl2) / (маса молекули N2) = (2 * 35.45 г/моль) / 28 г/моль ≈ 2.519.

Тепер розрахуємо маси речовин PH3 і Cl2:

Маса PH3 = кількість молекул PH3 * (маса молекули PH3) = 1.2·10^21 молекул * 34 г/моль = 4.08·10^22 г.

Маса Cl2 = кількість молекул Cl2 * (маса молекули Cl2) = 4.08·10^22 г.

Отже, кількість молекул PH3 та Cl2, які прореагували, дорівнює 1.2·10^21 молекул. Об'єм вихідної суміші газів дорівнює приблизно 4.48 літрам. Маса молекули PH3 - 34 г/моль, відносна густина PH3 - приблизно 1.214. Маса речовин PH3 та Cl2, які прореагували, дорівнює приблизно 4.08·10^22 г.