Номер 8-18, страница 98 - гдз по химии 8 класс задачник Кузнецова, Левкин

8-18. Смесь 8 л водорода и 5 л хлора взорвали. Вычислите объем образовавшегося хлороводорода и объем оставшегося реагента после реакции. Объемы газов даны при одинаковых условиях.

Дано:

Объем водорода $V(H_2) = 8$ л
Объем хлора $V(Cl_2) = 5$ л
Условия (T, p) - одинаковые.

Перевод в систему СИ:
$V(H_2) = 8 \text{ л} = 8 \times 10^{-3} \text{ м}^3$
$V(Cl_2) = 5 \text{ л} = 5 \times 10^{-3} \text{ м}^3$

Найти:

$V(HCl)$ - ?
$V_{ост}(\text{реагента})$ - ?

Решение:

1. Составим уравнение химической реакции синтеза хлороводорода из водорода и хлора:

$H_2(г) + Cl_2(г) \rightarrow 2HCl(г)$

2. По условию задачи, объемы газов даны при одинаковых условиях. Согласно закону объемных отношений (закон Гей-Люссака), отношение объемов реагирующих газов и газообразных продуктов равно отношению их стехиометрических коэффициентов в уравнении реакции.

Из уравнения реакции видно, что газы реагируют в соотношении:

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

3. Определим, какой из исходных реагентов находится в избытке, а какой — в недостатке. Согласно уравнению, 1 л водорода реагирует с 1 л хлора.

Для реакции с 5 л хлора потребуется $1 \times 5 = 5$ л водорода.

В наличии имеется 8 л водорода, что больше требуемых 5 л. Следовательно, водород находится в избытке, а хлор — в недостатке. Хлор прореагирует полностью, поэтому расчет продуктов реакции следует вести по объему хлора (лимитирующего реагента).

4. Рассчитаем объем образовавшегося хлороводорода ($HCl$). Из уравнения реакции следует, что из 1 объема хлора образуется 2 объема хлороводорода.

Таким образом, из 5 л хлора образуется:

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

5. Рассчитаем объем оставшегося реагента. В избытке остался водород. В реакцию вступило 5 л водорода (столько же, сколько и хлора).

Объем оставшегося водорода равен разности исходного и прореагировавшего объемов:

$V_{ост}(H_2) = V_{исх}(H_2) - V_{реаг}(H_2) = 8 \text{ л} - 5 \text{ л} = 3 \text{ л}$

Ответ: объем образовавшегося хлороводорода равен 10 л, объем оставшегося реагента (водорода) — 3 л.