Question

Подскажите, а лучше покажите, пожалуйста, как решить такую задачу: Для получения хлороводорода взяли 14.2 хлора и 6г водорода. Какие газы и в каком объеме останутся в смеси после окончания реакции:?

Answer 1

Чтобы решить эту задачу, нам нужно определить, какие химические реакции происходят между хлором (Cl2) и водородом (H2) при образовании хлороводорода (HCl). Реакция выглядит следующим образом:

\[ Cl_2 + H_2 \rightarrow 2HCl \]

Из уравнения видно, что молекула хлора (Cl2) реагирует с молекулой водорода (H2), образуя две молекулы хлороводорода (2HCl).

Сначала определим количество молей каждого из реагентов:

1. Масса хлора (Cl2) = 14.2 г 2. Масса водорода (H2) = 6 г

Молярная масса хлора (Cl2) равна приблизительно 70.91 г/моль, а молярная масса водорода (H2) равна приблизительно 2.02 г/моль.

1. Количество молей хлора (Cl2): \[ \text{Молей Cl2} = \frac{\text{Масса Cl2}}{\text{Молярная масса Cl2}} \] \[ \text{Молей Cl2} = \frac{14.2 \, \text{г}}{70.91 \, \text{г/моль}} \approx 0.200 \, \text{моль} \]

2. Количество молей водорода (H2): \[ \text{Молей H2} = \frac{\text{Масса H2}}{\text{Молярная масса H2}} \] \[ \text{Молей H2} = \frac{6 \, \text{г}}{2.02 \, \text{г/моль}} \approx 2.97 \, \text{моль} \]

Теперь определим, какой реагент ограничителен (определим по минимальному количеству молей). В данном случае, меньшее количество молей у хлора (0.200 моль). Таким образом, хлор ограничителен.

Теперь используем коэффициенты перед реагентами в уравнении реакции, чтобы определить, сколько молей продукта образуется. Согласно уравнению, на каждый моль хлора приходится 2 моля хлороводорода.

\[ \text{Молей HCl} = 2 \times \text{Молей Cl2} \] \[ \text{Молей HCl} = 2 \times 0.200 \, \text{моль} = 0.400 \, \text{моль} \]

Теперь мы знаем количество молей образовавшегося хлороводорода. Далее используем идеальный газовый закон, чтобы определить объем газов в стандартных условиях (0°С и 1 атм):

\[ V = nRT/P \]

где: - \( V \) - объем газа, - \( n \) - количество молей газа, - \( R \) - универсальная газовая постоянная (0.0821 л/(моль·К)), - \( T \) - температура в Кельвинах, - \( P \) - давление.

При стандартных условиях температура \( T = 273 \, \text{K} \) и давление \( P = 1 \, \text{атм} \).

\[ V_{\text{HCl}} = \frac{n_{\text{HCl}}RT}{P} \] \[ V_{\text{HCl}} = \frac{0.400 \, \text{моль} \times 0.0821 \, \text{л/(моль·К)} \times 273 \, \text{K}}{1 \, \text{атм}} \] \[ V_{\text{HCl}} \approx 8.81 \, \text{л} \]

Таким образом, после окончания реакции в смеси останется \( 8.81 \, \text{л} \) хлороводорода.