Номер 1, страница 71 - гдз по химии 11 класс учебник Оспанова, Аухадиева

• 1. Какая масса тетрахлорэтана образуется при взаимодействии ацетилена объемом 8 л и хлора объемом 14 л (н. у.)?

Ответ: 105 г.

1. Дано:

$V(C_2H_2) = 8$ л

$V(Cl_2) = 14$ л

Условия: нормальные (н. у.)

Перевод в систему СИ:

$V(C_2H_2) = 8 \text{ л} = 8 \cdot 10^{-3} \text{ м}^3$

$V(Cl_2) = 14 \text{ л} = 14 \cdot 10^{-3} \text{ м}^3$

Найти:

$m(C_2H_2Cl_4)$ — ?

Решение:

1. Запишем уравнение реакции взаимодействия ацетилена с хлором с образованием тетрахлорэтана. Это реакция присоединения, протекающая в две стадии, но для расчета мы можем использовать суммарное уравнение:

$C_2H_2 + 2Cl_2 \rightarrow C_2H_2Cl_4$

2. Найдем количество вещества (в молях) для каждого из газообразных реагентов. При нормальных условиях (н. у.) молярный объем любого газа $V_m$ составляет 22,4 л/моль.

Количество вещества ацетилена:

$n(C_2H_2) = \frac{V(C_2H_2)}{V_m} = \frac{8 \text{ л}}{22.4 \text{ л/моль}} \approx 0.357 \text{ моль}$

Количество вещества хлора:

$n(Cl_2) = \frac{V(Cl_2)}{V_m} = \frac{14 \text{ л}}{22.4 \text{ л/моль}} = 0.625 \text{ моль}$

3. Определим, какой из реагентов находится в недостатке (является лимитирующим). Согласно уравнению реакции, стехиометрическое соотношение реагентов $n(C_2H_2) : n(Cl_2) = 1 : 2$.

Сравним мольные отношения реагентов:

$\frac{n(C_2H_2)}{1} = \frac{0.357}{1} = 0.357$

$\frac{n(Cl_2)}{2} = \frac{0.625}{2} = 0.3125$

Поскольку $0.3125 < 0.357$, хлор ($Cl_2$) находится в недостатке. Это означает, что он прореагирует полностью, и расчет продукта нужно вести по нему.

4. Рассчитаем количество вещества тетрахлорэтана ($C_2H_2Cl_4$), которое образуется в реакции. Согласно уравнению, из 2 моль хлора образуется 1 моль тетрахлорэтана, то есть $n(Cl_2) : n(C_2H_2Cl_4) = 2 : 1$.

$n(C_2H_2Cl_4) = \frac{1}{2} \times n(Cl_2) = \frac{1}{2} \times 0.625 \text{ моль} = 0.3125 \text{ моль}$

5. Вычислим молярную массу тетрахлорэтана ($C_2H_2Cl_4$), используя относительные атомные массы: $A_r(C)=12$, $A_r(H)=1$, $A_r(Cl)=35.5$.

$M(C_2H_2Cl_4) = 2 \times A_r(C) + 2 \times A_r(H) + 4 \times A_r(Cl) = 2 \times 12 + 2 \times 1 + 4 \times 35.5 = 24 + 2 + 142 = 168 \text{ г/моль}$

6. Найдем массу образовавшегося тетрахлорэтана по формуле $m = n \times M$.

$m(C_2H_2Cl_4) = 0.3125 \text{ моль} \times 168 \text{ г/моль} = 52.5 \text{ г}$

Ответ: 52.5 г.