Номер 1, страница 85 - гдз по химии 11 класс учебник Оспанова, Аухадиева

• 1. Какой объем хлора (н. у.) потребуется для получения 50 г хлороформа $\text{CHCl}_3$ из метана, если реакция протекает с выходом 50%.

Ответ: 56,2 л $\text{Cl}_2$.

1. Дано:

масса хлороформа $m_{практ}(CHCl_{3}) = 50 \text{ г}$

выход реакции $\eta = 50\% = 0.5$

условия - нормальные (н. у.)

Найти:

Объем хлора $V(Cl_{2})$ - ?

Решение:

1. Составим уравнение реакции получения хлороформа (трихлорметана) из метана:

$CH_{4} + 3Cl_{2} \rightarrow CHCl_{3} + 3HCl$

2. Вычислим молярную массу хлороформа $CHCl_{3}$:

$M(CHCl_{3}) = M(C) + M(H) + 3 \cdot M(Cl) = 12 + 1 + 3 \cdot 35.5 = 119.5 \text{ г/моль}$

3. Найдем теоретическую массу хлороформа, которую можно было бы получить при 100% выходе. Практическая масса связана с теоретической через выход реакции:

$\eta = \frac{m_{практ}}{m_{теор}} \implies m_{теор}(CHCl_{3}) = \frac{m_{практ}(CHCl_{3})}{\eta}$

$m_{теор}(CHCl_{3}) = \frac{50 \text{ г}}{0.5} = 100 \text{ г}$

4. Теперь найдем количество вещества (число моль) теоретически возможного хлороформа:

$n_{теор}(CHCl_{3}) = \frac{m_{теор}(CHCl_{3})}{M(CHCl_{3})} = \frac{100 \text{ г}}{119.5 \text{ г/моль}} \approx 0.8368 \text{ моль}$

5. Согласно уравнению реакции, на получение 1 моль $CHCl_{3}$ расходуется 3 моль $Cl_{2}$. Найдем количество вещества хлора, необходимое для реакции:

$n(Cl_{2}) = 3 \cdot n_{теор}(CHCl_{3}) = 3 \cdot 0.8368 \text{ моль} \approx 2.5104 \text{ моль}$

6. Найдем объем этого количества хлора при нормальных условиях. Молярный объем любого газа при н.у. равен $V_m = 22.4 \text{ л/моль}$:

$V(Cl_{2}) = n(Cl_{2}) \cdot V_m = 2.5104 \text{ моль} \cdot 22.4 \text{ л/моль} \approx 56.23 \text{ л}$

Округляя до десятых, получаем 56,2 л.

Ответ: $56.2 \text{ л}$