Question

При хлорировании 1л метана образовалась смесь галогенопроизводных, состоящая из 50% (по объему) метилхлорида, 30% хлористого метилена, 15% хлороформа и 5% четырех хлористого углерода. Какой объём хлора был израсходован? Запишите формулы указанных веществ и дайте им названия по международной номенклатуре.

Answer 1

V=x₁+x₂+x₃+x₄
v=1 л

CH₄ + Cl₂ = CH₃Cl + HCl              (хлорметан)
x₁        x₁      x₁

CH₄ + 2Cl₂ = CH₂Cl₂ + 2HCl       (дихлорметан)
x₂        2x₂      x₂

CH₄ + 3Cl₂ = CHCl₃ + 3HCl     (трихлорметан)
x₃        3x₃      x₃

CH₄ + 4Cl₂ = CCl₄ + 4HCl      (тетрахлорметан)
x₄        4x₄       x₄

w(i)=x(i)/v
x(i)=vw(i)

x₁=0,5 л
x₂=0,3 л
x₃=0,15 л
x₄=0,05 л

v(Cl₂)=0,5+0,3*2+0,15*3+0,05*4=1,75 л

Answer 2

Давайте обозначим формулы указанных веществ и их названия:

1. Метилхлорид: \(CH_3Cl\) (хлорметан) 2. Хлористый метилен: \(CH_2Cl_2\) (дихлорметан) 3. Хлороформ: \(CHCl_3\) (трихлорметан) 4. Четыреххлористый углерод: \(CCl_4\) (тетрахлорметан)

Теперь рассмотрим, какая часть метана превратилась в каждый из этих хлорированных продуктов:

1. Метилхлорид: 50% (по объему) метана 2. Хлористый метилен: 30% (по объему) метана 3. Хлороформ: 15% (по объему) метана 4. Четыреххлористый углерод: 5% (по объему) метана

Общая сумма этих процентов равна 100%, что логично, так как все продукты образуются из метана.

Теперь, чтобы найти объем хлора, который был израсходован, мы можем воспользоваться соотношением между объемами метана и хлора в реакции хлорирования. Реакция хлорирования метана выглядит следующим образом:

\[ CH_4 + xCl_2 \rightarrow CH_3Cl + CH_2Cl_2 + CHCl_3 + CCl_4 \]

где \( x \) - количество молей хлора, израсходованных при реакции.

Теперь мы видим, что коэффициенты перед хлором в продуктах соответствуют процентному содержанию каждого продукта в смеси:

\[ x = 0.5 \times 1 + 0.3 \times 2 + 0.15 \times 3 + 0.05 \times 4 \]

Решив это уравнение, мы найдем количество молей хлора, а затем можем перевести его в объем. Так как мы знаем, что 1 моль газа при нормальных условиях (0 градусов Цельсия и 1 атмосферное давление) занимает приблизительно 22.4 литра, мы можем найти объем хлора:

\[ V_{\text{хлор}} = x \times 22.4 \]

Подставив значения, найденные из процентного содержания продуктов, мы сможем найти искомый объем хлора.