Какой объем дихлорметана плотностью 1,34 г/мл можно получить при хлорировании 100 л природного газа, содержащего 89,6

Alena

42

Для решения этой задачи нам понадобится использовать информацию о химической реакции и понимание связанных с ней формул и расчетов объема и плотности.

Шаг 1: Определение реакции
Согласно условию, исходный газ, содержащий метан, проходит хлорирование. Реакция метана и хлора приводит к образованию дихлорметана. Реакционное уравнение для этой реакции можно записать следующим образом:

\[CH_4 + 2Cl_2 → CH_2Cl_2 + 2HCl\]

Шаг 2: Мольное соотношение
Реакционное уравнение говорит нам, что для образования одной молекулы дихлорметана необходимо одну молекулу метана и две молекулы хлора. Таким образом, мольное соотношение между метаном и дихлорметаном равно 1:1.

Шаг 3: Расчет количества вещества метана
Чтобы рассчитать количество метана в реакции, нам нужно знать его объем. Из условия задачи следует, что мы имеем 100 л природного газа, в котором 89,6 % составляет метан. Это означает, что объем метана составляет 89,6 л. Для удобства расчета, можно перевести объем метана в молярные единицы.

\[V_{CH_4} = \frac{{89,6 \, л}}{{22,4 \, л/моль}} = 4 \, моль\]

Шаг 4: Расчет объема дихлорметана
Так как мольное соотношение между метаном и дихлорметаном равно 1:1, мы можем сказать, что количество дихлорметана также составляет 4 моля. Однако, нам нужно рассчитать его объем, зная его плотность.

\[V_{CH_2Cl_2} = \frac{{m_{CH_2Cl_2}}}{{\rho_{CH_2Cl_2}}}\]

где \(V_{CH_2Cl_2}\) - объем дихлорметана, \(m_{CH_2Cl_2}\) - масса дихлорметана, \(\rho_{CH_2Cl_2}\) - плотность дихлорметана.

Шаг 5: Расчет массы дихлорметана
Чтобы рассчитать массу дихлорметана, нам нужно знать его молярную массу. Молярная масса дихлорметана равна сумме масс атомов в его молекуле:

\[m_{CH_2Cl_2} = (12,01 \, г/моль \times 1) + (1,01 \, г/моль \times 2) + (35,45 \, г/моль \times 2) \approx 84,93 \, г/моль\]

Шаг 6: Подстановка значений и расчет объема
Теперь мы можем подставить известные значения в формулу для расчета объема:

\[V_{CH_2Cl_2} = \frac{{84,93 \, г/моль \times 4 \, моль}}{{1,34 \, г/мл}} = \frac{{339,72 \, г}}{{1,34 \, мл/г}} = 253,8 \, мл\]

Таким образом, объем дихлорметана плотностью 1,34 г/мл, который можно получить при хлорировании 100 л природного газа с 89,6 % содержания метана, составляет 253,8 мл.