Номер 6, страница 12 - гдз по химии 11 класс учебник Еремин, Кузьменко

Параграф 2. Галогены. Глава 1. Неметаллы - номер 6, страница 12.

Условие.

6. Смесь из 4 л водорода и 2 л хлора взорвали. Изменился ли объём смеси?

Решение.

Решение 2.

Дано:

$V(H_2) = 4$ л
$V(Cl_2) = 2$ л

Перевод в систему СИ не требуется, так как в решении используется закон объемных отношений, и предполагается, что температура и давление до и после реакции одинаковы.

Найти:

Изменился ли объем смеси после реакции?

Решение:

1. Запишем уравнение химической реакции между водородом и хлором. При инициировании (взрыве) происходит образование газообразного хлороводорода:

$$ H_2 (г) + Cl_2 (г) \rightarrow 2HCl (г) $$

2. Согласно закону объемных отношений Гей-Люссака, для газов объемы реагирующих веществ и продуктов реакции соотносятся как их стехиометрические коэффициенты в уравнении. Из уравнения следует, что 1 объем водорода реагирует с 1 объемом хлора, при этом образуется 2 объема хлороводорода. Таким образом, соотношение объемов: $V(H_2) : V(Cl_2) : V(HCl) = 1 : 1 : 2$.

3. Определим, какой из реагентов находится в недостатке, а какой — в избытке. По условию, в реакцию вступают 4 л водорода и 2 л хлора. Так как для реакции требуется равное объемное соотношение (1:1), а объем водорода больше объема хлора, то хлор является лимитирующим реагентом (находится в недостатке) и прореагирует полностью, а водород — в избытке.

4. Рассчитаем объемы газов после реакции. Расчет ведем по веществу в недостатке, то есть по хлору.

- Прореагирует весь объем хлора: $V_{прореаг}(Cl_2) = 2$ л.

- С 2 л хлора прореагирует равный объем водорода: $V_{прореаг}(H_2) = 2$ л.

- Объем оставшегося (непрореагировавшего) водорода составит: $V_{ост}(H_2) = 4\text{ л} - 2\text{ л} = 2\text{ л}$.

- Объем образовавшегося хлороводорода будет в два раза больше объема прореагировавшего хлора: $V_{обр}(HCl) = 2 \cdot V_{прореаг}(Cl_2) = 2 \cdot 2\text{ л} = 4\text{ л}$.

5. Сравним начальный и конечный объемы газовой смеси.

- Начальный объем смеси ($V_{нач}$) — это сумма объемов исходных газов:

$$ V_{нач} = V(H_2) + V(Cl_2) = 4\text{ л} + 2\text{ л} = 6\text{ л} $$

- Конечный объем смеси ($V_{кон}$) — это сумма объемов газов после реакции (оставшегося водорода и образовавшегося хлороводорода):

$$ V_{кон} = V_{ост}(H_2) + V_{обр}(HCl) = 2\text{ л} + 4\text{ л} = 6\text{ л} $$

Поскольку $V_{нач} = V_{кон}$, объем смеси в результате реакции не изменился.

Ответ:

Нет, объем смеси не изменился. Он был равен 6 л и остался равным 6 л.