Question

1. З водню масою 20 г і 268,8 л хлору синтезували гідроген хлорид. Яка з двох речовин узята з надлишком? Яку масу гідроген хлориду можна добути?

Answer 1

Ответ:

Знайдемо, яка з речовин узята з надлишком. Для цього треба перевести об’єм хлору у масу за умови н.у.:

1 л хлору має масу 3,16 г

Тому 268,8 л хлору має масу:

m = 268,8 л х 3,16 г/л = 850,848 г ≈ 850,8 г

Таким чином, маса хлору більша за масу водню (20 г), отже водень узятий з недостатком, а хлору потрібно більше. Знайдемо масу гідроген хлориду, який можна добути:

H2 + Cl2 → 2HCl

Молярна маса HCl = 1+35,5 = 36,5 г/моль

1 моль H2 дає 2 моля HCl, тому кількість молей HCl буде такою ж, як кількість молей Cl2.

m(H2) = 20 г, тому:

n(H2) = m(H2) / M(H2) = 20 г / 2 г/моль = 10 моль

Отже, n(Cl2) = n(HCl) = 10 моль. Маса HCl, яку можна добути:

m(HCl) = n(HCl) x M(HCl) = 10 моль x 36,5 г/моль = 365 г

Можна добути 365 г гідроген хлориду.

Answer 2

Для розв'язання цієї задачі, спочатку давайте знайдемо хімічну реакцію, яка відбувається при синтезі гідроген хлориду (HCl) з водню (H2) та хлору (Cl2). Реакція виглядає так:

H2 + Cl2 -> 2HCl

Ця реакція показує, що одна молекула водню і одна молекула хлору реагують, утворюючи дві молекули гідроген хлориду.

1. З воднем масою 20 г ми маємо водню, тобто молекули H2. Давайте переведемо цю масу в молекули, знаючи масу однієї молекули H2 (молекулярна маса водню):

Молекулярна маса H2 = 2 г/моль

Кількість молекул H2 = Маса H2 / Молекулярна маса H2 Кількість молекул H2 = 20 г / 2 г/моль = 10 моль H2

Таким чином, у нас є 10 молей молекул водню.

2. Тепер ми можемо розглянути хлор. Знаючи об'єм хлору (268,8 л) і умови стандартного тиску і температури (0 °C і 1 атмосферний тиск), ми можемо знайти кількість молекул хлору за допомогою ідеального газового закону:

PV = nRT

де P - тиск, V - об'єм, n - кількість молекул, R - універсальна газова стала, T - температура в абсолютних одиницях (Кельвіни).

n = (PV) / (RT)

n = (1 атмосфера) * (268,8 л) / [(0,0821 л·атм / (моль·К)) * (273 К)]

n ≈ 11,1 моль Cl2

Отже, ми маємо 11,1 моль молекул хлору.

3. З реакційної рівняння видно, що для утворення 2 молей гідроген хлориду (HCl) потрібно 1 моль молекул H2 і 1 моль молекул Cl2. Таким чином, молі молекул H2 буде обмежувальним чинником у реакції, тобто водень береться з недостатньою кількістю для хлору.

4. Маса HCl, яку можна синтезувати, буде рівною масі H2, так як кожна моль H2 утворює 2 молі HCl:

Маса HCl = Маса H2 * (2 моль HCl / 1 моль H2) = 20 г * 2 = 40 г

Отже, відповіді на ваші запитання:

• Водень береться з надлишком.
• Маса гідроген хлориду, яку можна добути, становить 40 г.