Какой объем четыреххлористого углерода (плотность = 1,595 г/моль) может быть получен при реакции 6,72 л метана и

Иванович

26

Первым шагом в решении этой задачи является определение реакционного уравнения между метаном (CH4) и хлором (Cl2). Исходя из формулы метана и хлора, мы можем записать уравнение следующим образом:

CH4 + 4Cl2 -> CCl4 + 4HCl

Здесь мы используем соотношение 1:4 между метаном и хлором для образования четыреххлористого углерода (CCl4) и четырех молекул соляной кислоты (HCl).

Затем нам нужно определить количество вещества (в молях) метана (CH4) и хлора (Cl2), используя данные о их объемах.

Для метана:
Объем метана равен 6,72 л.
Молярный объем газов при нормальных условиях (0°C и 1 атм) составляет приблизительно 22,4 л/моль.
Таким образом, количество метана в молях (n1) можно рассчитать, разделив объем метана на молярный объем газа:

n1 = V1 / Vm = 6,72 л / 22,4 л/моль ≈ 0,3 моль

Для хлора:
Объем хлора равен 27 л.
Так как у нас нет информации о температуре и давлении, то мы не можем использовать точный молярный объем. Вместо этого мы можем применить пропорцию с помощью мольного объема при нормальных условиях:

Vm(Chlorine) / V1(Chlorine) = Vm(Methane) / V1(Methane)

22,4 л/моль / V1 = 22,4 л/моль / 27 л

Отсюда получаем:

V1 = (27 л * 22,4 л/моль) / 22,4 л/моль ≈ 27 л

Таким образом, количество хлора в молях (n2) также составляет около 1 моль.

Далее следует определить, какое количество вещества четыреххлористого углерода (CCl4) образуется после реакции.

Из уравнения реакции мы видим, что 1 моль метана (CH4) дает 1 моль четыреххлористого углерода (CCl4).

Таким образом, количество четыреххлористого углерода (n3) будет таким же, как и количество метана (n1), то есть 0,3 моль.

Чтобы определить массу образовавшегося четыреххлористого углерода (CCl4), мы можем использовать следующую формулу:

Масса = количество вещества x молярная масса

Молярная масса четыреххлористого углерода (CCl4) равна сумме массы четырех атомов хлора и массы одного атома углерода.

Масса CCl4 = n3 x молярная масса CCl4

Молярная масса CCl4 = (1 моль х 12 г/моль) + (4 моль х 35,5 г/моль) ≈ 154 г/моль

Теперь мы можем рассчитать массу четыреххлористого углерода:

Масса CCl4 = 0,3 моль x 154 г/моль = 46,2 г

Таким образом, объем четыреххлористого углерода, полученного при данной реакции, составляет 46,2 г при условии, что массовая доля продукта составляет 97% от теоретического выхода.