Каков объем четыреххлористого углерода (плотность = 1,595 г/моль), который можно получить при реакции 6,72 л метана

Название: Расчет объема продукта реакции

Описание:
Для решения этой задачи нам необходимо знать химическое уравнение реакции между метаном (CH₄) и хлором (Cl₂), а также плотность четыреххлористого углерода (CCl₄). Химическое уравнение реакции будет выглядеть следующим образом:

CH₄ + 4Cl₂ → CCl₄ + 4HCl

Из уравнения видно, что для образования одной молекулы CCl₄ необходимо 4 молекулы Cl₂. Также дано, что реакция происходит с выходом 97% от теоретического количества продукта.

Сначала посчитаем количество молекул метана (CH₄) и хлора (Cl₂) с помощью их объемов и известной формулы. Для этого воспользуемся уравнением идеального газа:

n = V / Vₘ,

где n - количество вещества в молях, V - объем газа, Vₘ - молярный объем газа при стандартных условиях (22,4 л/моль).

n(CH₄) = 6,72 л / 22,4 л/моль = 0,3 моль
n(Cl₂) = 27 л / 22,4 л/моль = 1,2 моль

Теперь можем рассчитать количество молекул CCl₄, которое будет образовано в результате реакции. Учитывая, что для образования одной молекулы CCl₄ требуется 4 молекулы Cl₂, это количество умножим на 0,97 (97% теоретического выхода):

n(CCl₄) = 1,2 моль × 4 × 0,97 = 4,62 моль

Наконец, можем рассчитать объем четыреххлористого углерода, зная его плотность. Для этого воспользуемся формулой:

V = m / ρ,

где V - объем вещества, m - масса вещества, ρ - плотность вещества.

m(CCl₄) = n(CCl₄) × MM(CCl₄),

где MM(CCl₄) - молярная масса CCl₄.

Перерассчитаем плотность в г/л:

ρ = 1,595 г/моль × MM(CCl₄) = 1,595 г/л

Теперь подставим все значения в формулу:

V(CCl₄) = m(CCl₄) / ρ = (4,62 моль × MM(CCl₄)) / 1,595 г/л.

Итак, объем четыреххлористого углерода равен (4,62 моль × MM(CCl₄)) / 1,595 г/л.

Доп. материал:

Найдите объем четыреххлористого углерода, который можно получить при реакции 6,72 л метана и 27 л хлора, если выход продукта составляет 97%.

Совет:

Для удобства при решении данных типов задач рекомендуется использовать таблицу с химическими уравнениями и значениями молярных масс веществ. Это поможет не запутаться и правильно составить все необходимые расчеты.

Проверочное упражнение:

Каков объем аммиака (NH₃), который можно получить при полном превращении 4 л азота (N₂) и 12 л водорода (H₂), если выход продукта составляет 80%? (Плотность аммиака равна 0,771 г/л)

Предмет вопроса: Расчет объема продукта реакции

Инструкция: Чтобы решить данную задачу, мы должны использовать знания о соотношении объема газов и их стехиометрии в химических реакциях.

Для начала, давайте найдем количество моль метана и хлора, используя данные из условия задачи. Мы знаем, что объем метана составляет 6,72 л, а объем хлора - 27 л.

Для метана мы можем использовать идеальный газовый закон: PV = nRT, где P - давление, V - объем, n - количество молей, R - универсальная газовая постоянная, T - температура. Предположим, что реакция происходит при комнатной температуре и нормальном давлении.

Теперь, найдя количество молей метана и хлора, мы можем использовать их стехиометрическое соотношение из уравнения реакции, чтобы найти количество молей четыреххлористого углерода, который можно получить.

Далее, мы можем использовать плотность четыреххлористого углерода, чтобы найти его массу, используя следующую формулу: масса = объем × плотность.

Наконец, чтобы найти объем четыреххлористого углерода, мы должны поделить его массу на плотность.

Доп. материал:
Дана реакция: CH4 + 4Cl2 → CCl4 + 4HCl
Объем метана (CH4) = 6,72 л
Объем хлора (Cl2) = 27 л
Плотность CCl4 = 1,595 г/моль

1. Найдите количество молей метана и хлора, используя идеальный газовый закон.
2. Найдите количество молей CCl4, используя стехиометрическое соотношение из уравнения реакции.
3. Найдите массу CCl4, используя плотность.
4. Найдите объем CCl4, поделив массу на плотность.

Совет: Перед решением задачи убедитесь, что ваши единицы измерения для объема газа соответствуют. Если изначально даны объемы в литрах, используйте их для всех расчетов.

Задание: Если в задаче было бы другое значение выхода продукта реакции, например, 80%, как бы вы изменили свое решение?