Номер 1.6, страница 38, часть II - гдз по химии 8-9 класс задачник с помощником Гара, Габрусева

1.6. Рассчитайте, какой объем хлора понадобится для получения 4 моль тетрахлорметана и какой объем хлороводорода выделится при этом (н. у.).

Дано

Количество вещества тетрахлорметана: $n(CCl_4) = 4 \text{ моль}$

Условия: нормальные (н. у.), при которых молярный объем газа $V_m = 22.4 \text{ л/моль}$

Найти

Объем хлора $V(Cl_2)$ - ?

Объем хлороводорода $V(HCl)$ - ?

Решение

1. Для решения задачи необходимо составить уравнение реакции получения тетрахлорметана ($CCl_4$). Тетрахлорметан получают путем полного хлорирования метана ($CH_4$). Суммарное уравнение реакции выглядит следующим образом:

$CH_4 + 4Cl_2 \xrightarrow{h\nu} CCl_4 + 4HCl$

2. По уравнению реакции мы видим стехиометрические коэффициенты. Соотношение количеств веществ реагентов и продуктов составляет:

$n(CH_4) : n(Cl_2) : n(CCl_4) : n(HCl) = 1 : 4 : 1 : 4$

3. Используя это соотношение, найдем количество вещества хлора ($Cl_2$), которое необходимо для получения 4 моль тетрахлорметана.

Из пропорции $\frac{n(Cl_2)}{4} = \frac{n(CCl_4)}{1}$ следует:

$n(Cl_2) = 4 \cdot n(CCl_4) = 4 \cdot 4 \text{ моль} = 16 \text{ моль}$

4. Аналогично найдем количество вещества выделившегося хлороводорода ($HCl$).

Из пропорции $\frac{n(HCl)}{4} = \frac{n(CCl_4)}{1}$ следует:

$n(HCl) = 4 \cdot n(CCl_4) = 4 \cdot 4 \text{ моль} = 16 \text{ моль}$

5. Теперь рассчитаем объемы газов (хлора и хлороводорода) при нормальных условиях (н. у.). Молярный объем любого газа при н. у. ($V_m$) равен 22,4 л/моль. Объем газа вычисляется по формуле $V = n \cdot V_m$.

Объем необходимого хлора:

$V(Cl_2) = n(Cl_2) \cdot V_m = 16 \text{ моль} \cdot 22.4 \text{ л/моль} = 358.4 \text{ л}$

Объем выделившегося хлороводорода:

$V(HCl) = n(HCl) \cdot V_m = 16 \text{ моль} \cdot 22.4 \text{ л/моль} = 358.4 \text{ л}$

Ответ: для получения 4 моль тетрахлорметана понадобится объем хлора $V(Cl_2) = 358.4 \text{ л}$; при этом выделится объем хлороводорода $V(HCl) = 358.4 \text{ л}$ (при н. у.).