Question

Рассчитайте, какой объем хлора (н.у) необходим для полного галогенирования 40 л метан. Какое количество вещества и масса продуктов образуется при этом?​

Answer 1

Для рассчета объема хлора (н.у), необходимого для полного галогенирования 40 л метана, мы можем использовать уравнение реакции галогенирования метана:

CH4 + Cl2 -> CH3Cl + HCl

Из уравнения видно, что для полного галогенирования одной молекулы метана требуется одна молекула хлора. Таким образом, для полного галогенирования 40 л метана нам понадобится такое же количество хлора.

Чтобы рассчитать количество вещества и массу продуктов, образующихся при этой реакции, нам нужно знать соотношение между объемом и количеством вещества для каждого компонента реакции.

Известно, что 1 моль газа при нормальных условиях (н.у) занимает объем 22,4 л. Следовательно, для рассчета количества вещества и массы продуктов, нам нужно знать количество молей метана и хлора.

Расчет количества вещества:

- Объем метана: 40 л - Объем хлора: 40 л (так как для полного галогенирования требуется такое же количество хлора)

Используя соотношение между объемом и количеством вещества, мы можем рассчитать количество молей метана и хлора:

- Количество молей метана: 40 л / 22,4 л/моль = 1,79 моль (округленно до двух знаков после запятой) - Количество молей хлора: 40 л / 22,4 л/моль = 1,79 моль (округленно до двух знаков после запятой)

Расчет массы продуктов:

- Молярная масса метана (CH4): 12,01 г/моль (масса углерода) + 4 * 1,01 г/моль (масса водорода) = 16,05 г/моль - Молярная масса хлора (Cl2): 2 * 35,45 г/моль = 70,90 г/моль - Молярная масса хлористого метила (CH3Cl): 12,01 г/моль (масса углерода) + 3 * 1,01 г/моль (масса водорода) + 35,45 г/моль (масса хлора) = 50,49 г/моль - Молярная масса соляной кислоты (HCl): 1 * 1,01 г/моль (масса водорода) + 35,45 г/моль (масса хлора) = 36,46 г/моль

Теперь мы можем рассчитать массу продуктов:

- Масса хлористого метила (CH3Cl): 1,79 моль * 50,49 г/моль = 90,47 г (округленно до двух знаков после запятой) - Масса соляной кислоты (HCl): 1,79 моль * 36,46 г/моль = 65,34 г (округленно до двух знаков после запятой)

Таким образом, для полного галогенирования 40 л метана потребуется 40 л хлора (н.у). При этом образуется 1,79 моль хлористого метила (CH3Cl) массой 90,47 г и 1,79 моль соляной кислоты (HCl) массой 65,34 г