38. (B9-109-11) If 4 grams of hydrogen and 213 grams of chlorine react in a 20-liter container, what is the average

Sumasshedshiy_Sherlok

44

Для решения данной задачи нам понадобится использовать концепцию реакционных пропорций и уравнения количества вещества.

Сначала определим химическую реакцию между водородом и хлором. Водород (H2) и хлор (Cl2) реагируют между собой с образованием хлороводорода (HCl):

\[H_{2(g)} + Cl_{2(g)} \rightarrow 2HCl_{(g)}\]

Из уравнения видно, что 1 моль водорода реагирует с 1 молью хлора, образуя 2 моля хлороводорода.

Определим количество молей водорода и хлора, которые присутствуют в начале реакции. Масса 4 грамма водорода может быть переведена в моли с использованием молярной массы водорода. Молярная масса водорода (H2) равна 2 г/моль, так как молекула водорода состоит из двух атомов массой 1 г/моль каждый. Следовательно, масса 4 грамма водорода переводится в 2 молей водорода (4 г / 2 г/моль = 2 моль).

Масса 213 граммов хлора может быть переведена в моли с использованием молярной массы хлора (Cl2). Молярная масса хлора равна 71 г/моль, так как молекула хлора состоит из двух атомов массой 35,5 г/моль каждый. Следовательно, масса 213 граммов хлора переводится в 3 молей хлора (213 г / 71 г/моль = 3 моль).

Таким образом, в начале реакции имеется 2 моля водорода и 3 моля хлора.

Далее узнаем количество молей водорода, оставшихся после 5 минут реакции. Масса 1,6 грамма водорода переводится в моли, используя молярную массу водорода (H2). Таким образом, масса 1,6 грамма водорода переводится в 0,8 моль водорода (1,6 г / 2 г/моль = 0,8 моль).

Теперь мы можем определить изменение количества молей водорода в процессе реакции. В начале реакции у нас было 2 моля водорода, и после 5 минут осталось 0,8 моль водорода. Разница между начальным количеством водорода и количеством водорода после 5 минут составляет 2 моля - 0,8 моль = 1,2 моля водорода, которые реагировали.

Так как одна моль водорода реагирует с одной молью хлора, это означает, что также реагировало 1,2 моля хлора.

Объём сосуда, в котором происходит реакция, составляет 20 литров.

Теперь мы можем рассчитать среднюю скорость реакции (в молях/литры-секунда) путем деления изменения количества молей на изменение времени (5 минут = 300 секунд):

Средняя скорость реакции = изменение количества молей / изменение времени.

Средняя скорость реакции = (1,2 моль) / (20 литров * 300 секунд) = 0,002 моль/литр-секунда.

Таким образом, средняя скорость реакции равна 0,002 моль/литр-секунда, что является искомым ответом на задачу.