Вопрос школьника
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.
Ответ от учителя
При взрыве смеси водорода и хлора происходит реакция образования хлороводорода:
H2 + Cl2 → 2HCl
Согласно уравнению реакции, 1 моль водорода и 1 моль хлора образуют 2 моля хлороводорода. Поэтому для расчета объемов газов, образовавшихся в результате реакции, необходимо определить, какой из реагентов является ограничивающим.
Для этого необходимо определить количество молей каждого газа в смеси:
n(H2) = V(H2) / Vm(H2) = 8 / 22,4 = 0,36 моль
n(Cl2) = V(Cl2) / Vm(Cl2) = 5 / 22,4 = 0,22 моль
где Vm — молярный объем газа при стандартных условиях (0°C и 1 атм).
Таким образом, ограничивающим реагентом является хлор, так как его количество молей меньше, чем количество молей водорода.
Объем образовавшегося хлороводорода можно определить по количеству молей хлора:
n(HCl) = 2 * n(Cl2) = 2 * 0,22 = 0,44 моль
V(HCl) = n(HCl) * Vm(HCl) = 0,44 * 22,4 = 9,86 л
Объем оставшегося реагента (водорода) можно определить по разности объемов исходных газов и объема образовавшегося хлороводорода:
V(H2) = V(H2)0 — V(HCl) = 8 — 9,86 = -1,86 л
Отрицательный объем газа означает, что в результате реакции водород полностью реагировал и его не осталось в смеси.
