Номер 10, страница 90 - гдз по химии 9 класс учебник Еремин, Кузьменко

10. При освещении фтор реагирует с инертным газом ксеноном с образованием фторида ксенона(II) $XeF_2$. Напишите уравнение реакции. Сколько граммов фторида ксенона(II) можно получить из 11,2 л (н. у.) ксенона $Xe$, если выход продукта реакции составляет 20% от теоретически возможного?

1. Уравнение реакции

Реакция между ксеноном (Xe) и фтором (F₂) при освещении (что обозначается как $h\nu$ над стрелкой) приводит к образованию фторида ксенона(II) (XeF₂). Уравнение реакции записывается следующим образом:

$$ \text{Xe} + \text{F}_2 \xrightarrow{h\nu} \text{XeF}_2 $$

Данное уравнение является сбалансированным, так как число атомов каждого химического элемента в левой и правой частях уравнения одинаково (1 атом Xe и 2 атома F).

Ответ: Уравнение реакции: $ \text{Xe} + \text{F}_2 \rightarrow \text{XeF}_2 $.

2. Расчет массы фторида ксенона(II)

Дано:

$V(\text{Xe}) = 11,2$ л (н. у.)

$η = 20\%$

$V(\text{Xe}) = 11,2 \cdot 10^{-3} \, \text{м}^3$

$η = 0,2$ (в долях от единицы)

Найти:

$m_{практ}(\text{XeF}_2)$

Решение:

1. Найдем количество вещества (моль) ксенона (Xe). Поскольку объем газа дан при нормальных условиях (н. у.), для расчета используем молярный объем газов $V_m = 22,4$ л/моль.

$$ n(\text{Xe}) = \frac{V(\text{Xe})}{V_m} = \frac{11,2 \, \text{л}}{22,4 \, \text{л/моль}} = 0,5 \, \text{моль} $$

2. По уравнению реакции $ \text{Xe} + \text{F}_2 \rightarrow \text{XeF}_2 $ стехиометрическое соотношение реагента (Xe) и продукта (XeF₂) составляет 1:1. Следовательно, теоретически возможное количество вещества фторида ксенона(II) равно количеству вещества исходного ксенона.

$$ n_{теор}(\text{XeF}_2) = n(\text{Xe}) = 0,5 \, \text{моль} $$

3. Рассчитаем молярную массу фторида ксенона(II) (XeF₂), используя относительные атомные массы элементов из Периодической таблицы: $Ar(\text{Xe}) \approx 131,3$ г/моль и $Ar(\text{F}) \approx 19,0$ г/моль.

$$ M(\text{XeF}_2) = M(\text{Xe}) + 2 \cdot M(\text{F}) = 131,3 \, \text{г/моль} + 2 \cdot 19,0 \, \text{г/моль} = 169,3 \, \text{г/моль} $$

4. Вычислим теоретически возможную массу фторида ксенона(II).

$$ m_{теор}(\text{XeF}_2) = n_{теор}(\text{XeF}_2) \cdot M(\text{XeF}_2) = 0,5 \, \text{моль} \cdot 169,3 \, \text{г/моль} = 84,65 \, \text{г} $$

5. Найдем практическую массу продукта, зная, что выход реакции (η) составляет 20% (или 0,2).

$$ m_{практ}(\text{XeF}_2) = m_{теор}(\text{XeF}_2) \cdot η = 84,65 \, \text{г} \cdot 0,2 = 16,93 \, \text{г} $$

Ответ: можно получить 16,93 г фторида ксенона(II).