Номер 4-33, страница 46 - гдз по химии 8 класс задачник Кузнецова, Левкин

Вопросы и задания

4-33. Водород и хлор вступают в реакцию, которой соответствует схема:

$H_2 + Cl_2 \rightarrow HCl$

Расставьте коэффициенты, преобразовав данную схему в уравнение реакции. Заполните таблицу (объемы газов измерены при одинаковых условиях).

$V(H_2)$, газ $V(Cl_2)$, газ $V(HCl)$, газ

а 7 л ? л ? л

б ? л 5 л ? л

в ? л ? л 15 л

Сначала необходимо преобразовать схему реакции в уравнение, расставив стехиометрические коэффициенты. Исходная схема реакции взаимодействия водорода и хлора:

$H_2 + Cl_2 \rightarrow HCl$

В левой части уравнения (реагенты) находятся 2 атома водорода (в молекуле $H_2$) и 2 атома хлора (в молекуле $Cl_2$). В правой части (продукты) — 1 атом водорода и 1 атом хлора (в молекуле $HCl$). Для того чтобы количество атомов каждого элемента было одинаковым в обеих частях уравнения, необходимо поставить коэффициент 2 перед формулой хлороводорода ($HCl$).

Таким образом, сбалансированное уравнение реакции выглядит следующим образом:

$H_2 + Cl_2 \rightarrow 2HCl$

Согласно этому уравнению, 1 объем водорода реагирует с 1 объемом хлора, образуя 2 объема хлороводорода. Это следует из закона объемных отношений (закон Гей-Люссака), так как все участники реакции — газы, а объемы измерены при одинаковых условиях.

Соотношение объемов газов в реакции:

$V(H_2) : V(Cl_2) : V(HCl) = 1 : 1 : 2$

Используя это соотношение, рассчитаем недостающие значения в таблице.

а

Дано:

$V(H_2) = 7$ л

$7 \text{ л} = 7 \times 10^{-3} \text{ м}^3$

Найти:

$V(Cl_2) - ?$, $V(HCl) - ?$

Решение:

1. Находим объем хлора ($Cl_2$), который прореагирует с 7 л водорода ($H_2$). Согласно соотношению объемов $V(H_2) : V(Cl_2) = 1 : 1$:

$\frac{V(Cl_2)}{V(H_2)} = \frac{1}{1} \implies V(Cl_2) = V(H_2) = 7 \text{ л}$

2. Находим объем хлороводорода ($HCl$), который образуется в результате реакции. Согласно соотношению объемов $V(H_2) : V(HCl) = 1 : 2$:

$\frac{V(HCl)}{V(H_2)} = \frac{2}{1} \implies V(HCl) = 2 \times V(H_2) = 2 \times 7 \text{ л} = 14 \text{ л}$

Ответ: $V(Cl_2) = 7$ л; $V(HCl) = 14$ л.

б

Дано:

$V(Cl_2) = 5$ л

$5 \text{ л} = 5 \times 10^{-3} \text{ м}^3$

Найти:

$V(H_2) - ?$, $V(HCl) - ?$

Решение:

1. Находим объем водорода ($H_2$), необходимый для реакции с 5 л хлора ($Cl_2$). Согласно соотношению объемов $V(H_2) : V(Cl_2) = 1 : 1$:

$\frac{V(H_2)}{V(Cl_2)} = \frac{1}{1} \implies V(H_2) = V(Cl_2) = 5 \text{ л}$

2. Находим объем хлороводорода ($HCl$), который образуется. Согласно соотношению объемов $V(Cl_2) : V(HCl) = 1 : 2$:

$\frac{V(HCl)}{V(Cl_2)} = \frac{2}{1} \implies V(HCl) = 2 \times V(Cl_2) = 2 \times 5 \text{ л} = 10 \text{ л}$

Ответ: $V(H_2) = 5$ л; $V(HCl) = 10$ л.

в

Дано:

$V(HCl) = 15$ л

$15 \text{ л} = 15 \times 10^{-3} \text{ м}^3 = 1.5 \times 10^{-2} \text{ м}^3$

Найти:

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

Решение:

1. Находим объем водорода ($H_2$), который необходим для образования 15 л хлороводорода ($HCl$). Согласно соотношению объемов $V(H_2) : V(HCl) = 1 : 2$:

$\frac{V(H_2)}{V(HCl)} = \frac{1}{2} \implies V(H_2) = \frac{V(HCl)}{2} = \frac{15 \text{ л}}{2} = 7.5 \text{ л}$

2. Находим объем хлора ($Cl_2$), который необходим для образования 15 л хлороводорода ($HCl$). Согласно соотношению объемов $V(Cl_2) : V(HCl) = 1 : 2$:

$\frac{V(Cl_2)}{V(HCl)} = \frac{1}{2} \implies V(Cl_2) = \frac{V(HCl)}{2} = \frac{15 \text{ л}}{2} = 7.5 \text{ л}$

Ответ: $V(H_2) = 7.5$ л; $V(Cl_2) = 7.5$ л.