Номер 4.32, страница 64, часть II - гдз по химии 8-9 класс задачник с помощником Гара, Габрусева

4.32. Вычислите объем хлора (н. у.) и количество вещества водорода, необходимых для получения 2,5 м³ хлороводорода.

Дано:

$V(HCl) = 2,5 \, \text{м}^3$
Условия: нормальные (н. у.)

Найти:

$V(Cl_2)$ - ?
$n(H_2)$ - ?

Решение:

1. Составим уравнение химической реакции получения хлороводорода из простых веществ:
$H_2 + Cl_2 \rightarrow 2HCl$

2. Все вещества в данной реакции являются газами. Согласно закону объемных отношений, для газов, участвующих в реакции, отношение их объемов равно отношению их стехиометрических коэффициентов.
Из уравнения реакции видно, что соотношение количеств веществ и объемов следующее:
$n(H_2) : n(Cl_2) : n(HCl) = 1 : 1 : 2$
$V(H_2) : V(Cl_2) : V(HCl) = 1 : 1 : 2$

3. Найдем объем хлора $V(Cl_2)$, необходимый для получения 2,5 м³ хлороводорода.
Из пропорции объемов:
$\frac{V(Cl_2)}{V(HCl)} = \frac{1}{2}$
Следовательно, объем хлора в два раза меньше объема полученного хлороводорода:
$V(Cl_2) = \frac{V(HCl)}{2} = \frac{2,5 \, \text{м}^3}{2} = 1,25 \, \text{м}^3$

4. Найдем количество вещества водорода $n(H_2)$.
Сначала найдем объем водорода, необходимый для реакции. Из соотношения объемов $V(H_2) : V(HCl) = 1 : 2$, следует что $V(H_2) = V(Cl_2) = 1,25 \, \text{м}^3$.
Количество вещества газа при нормальных условиях (н. у.) можно рассчитать по формуле:
$n = \frac{V}{V_m}$
где $V_m$ – молярный объем газа при н. у., равный $22,4 \, \text{л/моль}$ или $0,0224 \, \text{м}^3/\text{моль}$.
$n(H_2) = \frac{V(H_2)}{V_m} = \frac{1,25 \, \text{м}^3}{0,0224 \, \text{м}^3/\text{моль}} \approx 55,8 \, \text{моль}$

Ответ: для получения 2,5 м³ хлороводорода необходимы объем хлора $1,25 \, \text{м}^3$ (н. у.) и количество вещества водорода $55,8 \, \text{моль}$.