Question

Какой объём хлора израсходуется при хлорировании 20 л метана

Answer 1

CH4+4Cl2=CCl4+4HCl

20/22,4=0,9 моль метана

0,9х4=3,6 моль хлора

3,6х22,4=80,64 л хлора израсходовано

Answer 2

Для решения данной задачи, необходимо знать уравнение хлорирования метана и его стехиометрию.

Уравнение хлорирования метана: CH4 + Cl2 -> CH3Cl + HCl

Из уравнения видно, что для хлорирования одной молекулы метана необходимо одну молекулу хлора. Так как в задаче дан объём метана, необходимо преобразовать его в количество молекул.

Для этого используем уравнение состояния идеального газа: PV = nRT

где P - давление газа, V - объём газа, n - количество молекул газа, R - универсальная газовая постоянная, T - температура газа.

Предположим, что хлор и метан находятся при одинаковых условиях температуры и давления.

Так как у нас дан объём метана, а не его давление, нельзя точно рассчитать количество молекул. Однако, если предположить, что метан находится при нормальных условиях (температура 0°C и давление 1 атм), то его объём будет равен 22,41 л.

Тогда, количество молекул метана можно рассчитать следующим образом: n = PV/RT = (20 л * 1 атм) / (0,0821 атм * л / (моль * К) * 273 К) ≈ 0,98 моль

Так как хлор и метан реагируют в стехиометрическом соотношении 1:1, для хлорирования 0,98 моль метана необходимо такое же количество молекул хлора.

Теперь, чтобы рассчитать объём хлора, можно использовать уравнение состояния идеального газа для хлора и предположить, что он также находится при нормальных условиях.

Тогда, количество молекул хлора можно рассчитать следующим образом: n = PV/RT = (V * 1 атм) / (0,0821 атм * л / (моль * К) * 273 К)

Подставляем значение V = 0,98 моль и рассчитываем объём хлора: V = (0,98 моль * 0,0821 атм * л / (моль * К) * 273 К) / 1 атм ≈ 21,9 л

Таким образом, для хлорирования 20 л метана потребуется примерно 21,9 л хлора.