Какой объем газа, в литрах, образуется при реакции массы 14,4 г магния с 100 г 36,5% раствора соляной кислоты, если

Решение:

Мы можем использовать закон пропорций Шарля для решения этой задачи. Закон пропорций Шарля утверждает, что объем газа, полученного или потребляемого при постоянном давлении и температуре, прямо пропорционален количеству вещества, участвующему в реакции.

1. Начнем с уравнения реакции:
Mg + 2HCl → MgCl₂ + H₂

2. Рассчитаем моларную массу магния (Mg) и хлороводорода (HCl):
M(Mg) = 24,31 г/моль
M(HCl) = 36,5 г/моль

3. Рассчитаем количество вещества магния и хлороводорода, используя их массы и моларную массу:
n(Mg) = масса(Mg) / M(Mg) = 14,4 г / 24,31 г/моль
n(HCl) = масса(HCl) / M(HCl) = 100 г * 0,365 / 36,5 г/моль

4. Используя коэффициенты сбалансированного уравнения реакции, найдем отношение количества вещества магния к количеству вещества выделившегося газа:
1 моль Mg : 1 моль H₂
n(Mg) : n(H₂) = 1 : 1

5. Рассчитаем количество вещества выделившегося газа (H₂):
n(H₂) = n(Mg)

6. Рассчитаем объем газа, который был выделен при данной реакции:
V(H₂) = n(H₂) * 22,4 л/моль

7. Зная, что выделилось 8,96 л газа, сравним это значение с рассчитанным значением:
процент выхода = (8,96 л / V(H₂)) * 100

Ответ:
Объем газа, образовавшегося при данной реакции, составляет 8,96 литра. Процент выхода реакции от теоретически возможного значения равен: (8,96 л / рассчитанное значение объема газа) * 100.

Тема урока: Расчеты в химии

Объяснение: Для решения данной задачи, нам необходимо провести расчеты, используя уравнение реакции и молярные массы веществ. Сначала нужно найти количество вещества магния и соляной кислоты, затем определить их соотношение в реакции и найти объем образовавшегося газа. Наконец, можно расчитать процентный выход реакции.

1. Расчет количества вещества магния:
Масса магния (14,4 г) делится на его молярную массу (24,3 г/моль) для получения количества вещества в молях:
количество вещества магния = 14,4 г / 24,3 г/моль = 0,59 моль магния.

2. Расчет количества вещества соляной кислоты:
Масса соляной кислоты (100 г) умножается на ее концентрацию (36,5% или 0,365), затем делится на ее молярную массу (36,5 г/моль):
количество вещества соляной кислоты = (100 г * 0,365) / 36,5 г/моль = 1 моль соляной кислоты.

3. Определение соотношения между магнием и соляной кислотой:
В уравнении реакции между магнием и соляной кислотой коэффициент магния равен 1, а коэффициент соляной кислоты равен 2. Таким образом, соотношение между ними составляет 1:2.

4. Расчет объема образовавшегося газа:
Зная, что при реакции выделилось 8,96 л газа, можно сказать, что это объем соответствует 1 моль газа, так как соотношение между магнием и соляной кислотой в реакции составляет 1:2.
Объем газа, образовавшегося при реакции, можно найти пропорцией:
объем газа, образовавшегося / количество вещества газа = 8,96 л / 1 моль = 8,96 л/моль.

5. Расчет процентного выхода реакции:
Для расчета процентного выхода реакции можно использовать следующую формулу:
процентный выход реакции = (фактический выход / теоретический выход) * 100%.
Теоретический выход газа можно найти, используя соотношение между магнием и соляной кислотой: 1 моль магния порождает 1 моль газа.
Таким образом, теоретический выход газа равен количеству вещества магния (0,59 моль).
Теперь можно рассчитать процентный выход реакции:
процентный выход реакции = (8,96 л / 0,59 моль) * 100% = 1518%.

Пример:
Масса магния составляет 14,4 г, масса соляной кислоты - 100 г (с концентрацией 36,5%). При реакции выделилось 8,96 л газа. Какой объем газа образуется при реакции магния с соляной кислотой, и каков процент выхода реакции от теоретически возможного значения?

Совет: Чтобы лучше понять решение подобных задач, в качестве дополнительного упражнения рекомендуется решить несколько аналогичных задач и использовать молярные массы и уравнения реакций в химии для расчетов.

Проверочное упражнение: Какой объем газа, в литрах, образуется при реакции 8 г алюминия с избытком хлороводородной кислоты HCl, если выделилось 2,24 л газа? Какой процент выхода реакции получился от теоретически возможного значения? (Подсказка: Реакция: 2Al + 6HCl -> 2AlCl3 + 3H2)