Какова масса хлороводорода (в г), полученного из элементарного водорода в результате синтеза при 200 ∘C и давлении

Содержание вопроса: Коэффициенты реакции и расчет массы газов

Описание:

Чтобы решить данную задачу, нам понадобится закон Гей-Люссака, который устанавливает, что газы объемно пропорциональны их стехиометрическим коэффициентам в химическом уравнении при одинаковых условиях.

Уравнение для синтеза хлороводорода выглядит следующим образом:
H₂ + Cl₂ → 2HCl

Из уравнения видно, что коэффициент перед водородом равен 2. Это означает, что одна молекула Cl₂ реагирует с двумя молекулами H₂, образуя две молекулы HCl.

Сначала нам нужно перевести литры водорода в молы. Для этого мы будем использовать уравнение состояния идеального газа PV = nRT, где P - давление, V - объем, n - количество вещества, R - универсальная газовая постоянная и T - температура (в Кельвинах).

Давление дано в кПа, но для расчетов необходимо преобразовать его в атмосферы (1 кПа = 0,00987 атм). Также температуру нужно преобразовать из градусов Цельсия в Кельвины, добавив 273.15.

Мы знаем, что у нас 7,97 л водорода, поэтому объем (V) = 7,97 л.

Подставим все значения в уравнение состояния и найдем количество вещества в молях (n):

n = (P * V) / (R * T)

Теперь, зная количество вещества в молях, мы можем найти массу хлороводорода. Масса вычисляется по формуле:

масса = количество вещества * молярная масса

Молярная масса HCl равна 36.461 г/моль.

Доп. материал:

Дано:
P = 101,3 кПа
V = 7,97 л
T = 200 °C = 200 + 273.15 = 473.15 К

1. Преобразуем давление в атмосферы: 101,3 кПа * 0,00987 = 0,9991 атм.
2. Вычислим количество вещества: n = (0,9991 атм * 7,97 л) / (0,0821 л * атм / моль * К * 473,15 К) = 0,298 моль.
3. Найдем массу хлороводорода: масса = 0,298 моль * 36,461 г/моль = 10,87 г.

Совет:

Для упрощения решения данной задачи рекомендуется помнить основные концепции химических реакций и использовать закономерности стехиометрии. Внимательно изучайте химические уравнения и научитесь определять коэффициенты перед веществами. Также будьте внимательными при преобразовании единиц измерения.

Упражнение:

Какова масса газообразного аммиака (NH₃), полученного из 4,5 литров азота (N₂) в результате синтеза при температуре 300 °C и давлении 1,2 атм? Ответ приведите в граммах. (Молярная масса NH₃ = 17 г/моль)