Вопрос школьника
При взаимодействии 14,2 г хлора с 1 г водорода получен хлороводород НСl. Определите: а) массу полученного хлороводорода; б) какой газ останется в избытке и массу этого избытка.
Ответ от учителя
Для решения задачи необходимо сначала выяснить, какой из реагентов является ограничивающим, а какой — избыточным.
Для этого нужно определить, сколько молей каждого реагента участвует в реакции. Для хлора это можно сделать, разделив его массу на молярную массу:
n(Cl2) = m(Cl2) / M(Cl2) = 14,2 г / 70,9 г/моль = 0,2 моль
Для водорода:
n(H2) = m(H2) / M(H2) = 1 г / 2 г/моль = 0,5 моль
Из уравнения реакции известно, что на каждый моль хлора приходится один моль водорода, поэтому ограничивающим реагентом будет хлор. Это означает, что в реакции полностью расходуется 0,2 моль хлора, а водорода останется избыток.
Масса полученного хлороводорода может быть найдена из уравнения реакции:
Cl2 + 2H2 → 2HCl
Молярная масса HCl равна 36,5 г/моль, поэтому масса HCl, полученного из 0,2 моль Cl2, будет:
m(HCl) = n(HCl) * M(HCl) = 0,2 моль * 36,5 г/моль = 7,3 г
Таким образом, масса полученного хлороводорода составляет 7,3 г.
Чтобы найти массу избыточного водорода, нужно вычислить, сколько моль водорода осталось после реакции. Это можно сделать, вычитая количество водорода, которое ушло на реакцию с хлором, из общего количества водорода:
n(H2)изб = n(H2)нач — 2 * n(Cl2) = 0,5 моль — 2 * 0,2 моль = 0,1 моль
Масса избыточного водорода будет:
m(H2)изб = n(H2)изб * M(H2) = 0,1 моль * 2 г/моль = 0,2 г
Таким образом, в избытке осталось 0,2 г водорода.
