Вопрос школьника
Обчисліть об’єми водню (н.у.), що вступив у реакцію, та гідроген хлориду, що утворився, якщо під час перебігу її виділилився гідроген хлорид масою 365 г.
Ответ от учителя
Для розв’язання цієї задачі необхідно знати хімічну реакцію, яка відбулася. За умовою задачі, виділився гідроген хлорид, що означає, що відбулася реакція між воднем та хлором:
H2 + Cl2 → 2HCl
За рівнянням реакції видно, що на кожні 2 молекули водню (H2) утворюється 2 молекули гідроген хлориду (2HCl). Тому, щоб обчислити об’єм водню, який вступив у реакцію, необхідно спочатку визначити кількість молекул гідроген хлориду, що утворилася.
Для цього необхідно перевести масу гідроген хлориду в кількість молекул. Для цього використовується формула:
n = m/M
де n — кількість молекул, m — маса речовини, M — молярна маса речовини.
Молярна маса гідроген хлориду (HCl) дорівнює 36,5 г/моль. Тому:
n = 365 г / 36,5 г/моль = 10 моль
Отже, у реакції утворилось 20 молекул гідроген хлориду.
Так як на кожні 2 молекули водню утворюється 2 молекули гідроген хлориду, то кількість молекул водню, який вступив у реакцію, дорівнює половині кількості молекул гідроген хлориду:
n(H2) = 10 моль / 2 = 5 моль
Тепер можна обчислити об’єм водню за допомогою формули:
V = nRT/P
де V — об’єм газу, n — кількість молекул газу, R — універсальна газова стала, T — температура газу, P — тиск газу.
Умовою задачі не вказано температуру та тиск, тому для розрахунку об’єму водню використаємо стандартні умови (н.у.), де тиск дорівнює 1 атм, а температура — 273 К.
R = 0,0821 л·атм/(моль·К)
V(H2) = 5 моль * 0,0821 л·атм/(моль·К) * 273 К / 1 атм = 11,2 л
Отже, об’єм водню, який вступив у реакцію, дорівнює 11,2 л.
Також необхідно обчислити об’єм гідроген хлориду, що утворився. За рівнянням реакції видно, що на кожні 2 молекули водню утворюється 2 молекули гідроген хлориду. Тому, об’єм гідроген хлориду дорівнює об’єму водню:
V(HCl) = V(H2) = 11,2 л
Отже, об’єм гідроген хлориду, що утворився, дорівнює 11,2 л.
