1) При взаимодействии 8 л ацетилена и 14 л хлора, какая масса тетрахлорэтана образуется? Напишите ответ

Тема урока: Химия - Расчеты вещественных реакций

Описание:
Для решения первой задачи, нужно применить закон сохранения массы и рассчитать стехиометрический коэффициент между веществами в химической реакции.

Для этого, сначала найдем мольные объемы ацетилена и хлора. Для ацетилена: V = n * Vm, где V - объем газа, n - количество вещества, Vm - молярный объем. Таким образом, n(ацетилен) = V(ацетилен) / Vm(ацетилен).

Аналогично, найдем количество вещества хлора: n(хлор) = V(хлор) / Vm(хлор).

Далее, используя стехиометрический коэффициент, найдем количество вещества тетрахлорэтана (C2H2Cl4), которое образуется. В данной реакции синтеза тетрахлорэтана, стехиометрический коэффициент для ацетилена равен 8 (т.е. он участвует в реакции в 8 раз больше, чем хлор).

Массу тетрахлорэтана можно найти, умножив количество его вещества на его молекулярную массу.

Аналогично, для решения второй задачи нужно рассчитать количество вещества природного газа (CH4) и ацетилена (C2H2), исходя из данных о объемных долях метана и степени превращения. Далее, используя стехиометрический коэффициент метана в реакции превращения в ацетилен, найдем количество ацетилена, которое образуется.

Демонстрация:
1) Для решения первой задачи используем уравнение реакции:
C2H2 + 2Cl2 -> C2H2Cl4
Стехиометрический коэффициент между ацетиленом и хлором равен 8/2 = 4/1.
Vm(ацетилен) = 22.4 л/моль, Vm(хлор) = 22.4 л/моль.
n(ацетилен) = 8 / 22.4 = 0.357 моль, n(хлор) = 14 / 22.4 = 0.625 моль.
Количество тетрахлорэтана, образующегося в химической реакции: n(тетрахлорэтана) = n(ацетилен) * (4/1) = 0.357 * 4 = 1.428 моль.
Молярная масса C2H2Cl4 = 153.82 г/моль.
Масса тетрахлорэтана: масса(тетрахлорэтана) = n(тетрахлорэтана) * Молярная масса(C2H2Cl4) = 1.428 * 153.82 = 219.73 г.

2) Для решения второй задачи уравнение реакции будет следующим:
CH4 -> C2H2
Стехиометрический коэффициент между метаном и ацетиленом равен (1/3800) / (0.5) = 0.0002632.
Чтобы рассчитать количество природного газа, умножим его объем на долю метана: V(природный газ) = V(ацетилен) / (Доля метана) = 3800 / 0.97 = 3,917.5 м^3.
Количество метана, превращаемого в ацетилен: n(метан) = V(природный газ) * (Доля метана) = 3,917.5 * 0.97 = 3,799.275 моль.
Количество ацетилена, образующегося: n(ацетилен) = n(метан) * Стехиометрический коэффициент = 3,799.275 * 0.0002632 = 0.9999 моль.

Совет: Для успешного решения задач по химии, внимательно изучайте структуру и свойства веществ, а также освойте применение законов сохранения массы и стехиометрических соотношений. Практикуйтесь в решении разнообразных задач и тренируйте свои навыки расчета.

Задание для закрепления:
1) Сколько массы гидроксида калия (KOH) образуется при реакции 25 г натрия (Na) с избытком воды (H2O)? (Уравнение реакции: 2Na + 2H2O -> 2NaOH + H2)
2) При растворении 10 г сахара (C12H22O11) в 100 г воды (H2O), какова массовая доля раствора? (Уравнение растворения сахара - C12H22O11 + H2O -> C12H24O12)

Суть вопроса: Рассчёт количества продуктов химической реакции

Пояснение: Для решения этих задач, у нас есть несколько шагов. Сначала необходимо выразить реакцию в сбалансированном уравнении, чтобы определить коэффициенты перед веществами входящими в реакцию. Затем, с использованием уравнения составления химического уравнения мы определим соотношение между объемами или массами реагентов и продуктов. В конечном итоге, будем решать задачи, используя следующую формулу:

(Объем/масса реагента 1) / коэффициент реагента 1 = (Объем/масса продукта 1) / коэффициент продукта 1

Перейдем к решению каждой из задач:

1. Рассмотрим взаимодействие 8 литров ацетилена (C₂H₂) с 14 литрами хлора (Cl₂), чтобы определить массу образовавшегося тетрахлорэтана (C₂H₄Cl₂). Сначала сбалансируем уравнение реакции:
C₂H₂ + Cl₂ → C₂H₄Cl₂
Затем установим соотношение объемов ацетилена и хлора к массе тетрахлорэтана, используя пропорцию:
(8 л / 22.4 л/моль) / 1 = (Масса тетрахлорэтана) / 1
Массу тетрахлорэтана можно выразить в граммах. Зная молярную массу всех веществ, вычислим массу тетрахлорэтана:
Молярная масса C₂H₄Cl₂ = (2 * атомная масса С) + (4 * атомная масса H) + (2 * атомная масса Cl)
= (2 * 12.01) + (4 * 1.01) + (2 * 35.45) = 98.96 г/моль
Таким образом, масса тетрахлорэтана равна:
Масса тетрахлорэтана = (8 л / 22.4 л/моль) * 98.96 г/моль = 35.1428 г

2. Для получения 3800 м³ ацетилена с 97% объемной долей метана в природном газе и степенью превращения метана в ацетилен 50%, мы можем использовать следующую пропорцию:
(Объем природного газа) / 1 = (Объем ацетилена) / (Объемный коэффициент превращения метана в ацетилен)
(Объемный коэффициент превращения метана в ацетилен) = (0.97 * 0.5) = 0.485
Теперь, мы можем определить объем природного газа, зная, что объем ацетилена должен быть 3800 м³:
Объем природного газа = 3800 м³ / 0.485 = 7835 м³

Совет: Для более легкого понимания и решения задач по химии, важно понимать сбалансированные уравнения химических реакций и знать молярные массы веществ. Также, полезно выделять ключевые данные из условия, чтобы правильно определить соотношение между реагентами и продуктами.

Задание: Напишите сбалансированное уравнение реакции между натрием (Na) и хлором (Cl₂). Затем определите количество натриума (в граммах), необходимое для полного превращения 10 г хлора в натриум хлорид (NaCl).