Сколько водорода понадобится для получения 10 литров хлора-водорода?

Всеволод

35

Для решения данной задачи нам понадобится знать химическую реакцию, которая происходит при образовании хлора-водорода. Реакция выглядит следующим образом:

\[
2HCl \rightarrow H_2 + Cl_2
\]

Это означает, что при реакции 2 молекулы атомов хлора и 2 молекулы атомов водорода превращаются в 2 молекулы молекул газообразного водорода и 1 молекулу газообразного хлора.

Количество вещества, обозначенное в молекулах или молях, можно перевести в литры, используя универсальный газовый закон, который гласит, что один моль любого газа занимает при стандартных условиях температуры и давления (0 °C и 1 атм) объем 22,4 литра.

Теперь давайте решим задачу, зная данную информацию.

1) Определим количество молекул хлора-водорода, которое нужно получить. Мы знаем, что объем газа равен 10 литрам. Так как водород и хлор представлены в реакции в одинаковом соотношении, мы можем сказать, что для получения 10 литров хлора-водорода нам понадобится 10 литров водорода.

2) Чтобы решить, сколько молекул водорода нужно для получения 10 литров, мы должны использовать уравнение стандартного газового состояния: PV = nRT, где P - давление газа, V - его объем, n - количество молей газа, R - универсальная газовая постоянная (0,0821 л × атм/моль × К), T - температура в Кельвинах.

3) Так как у нас нет дополнительной информации о давлении и температуре, будем считать, что они равны стандартным условиям (1 атм и 273 К соответственно).

4) Подставим значения в уравнение газового состояния: (1 атм) × V = n × (0,0821 л × атм/моль × К) × (273 К).

5) Сократим выражение и найдем количество молекул: n = \(\frac{PV}{RT} = \frac{(1 \, \text{атм} \times 10 \, \text{л})}{(0,0821 \, \text{л} \cdot \text{атм/моль} \cdot \text{К}) \times (273 \, \text{К})}\)

6) Подставим значения: n = \(\frac{10}{(0,0821 \times 273)}\)

7) Вычислим это выражение и получим количество молекул водорода, необходимое для получения 10 литров хлора-водорода.

Ответ: Количество молекул водорода, необходимое для получения 10 литров хлора-водорода, составляет приблизительно \(\frac{10}{0,0821 \times 273}\) молекул.

Если вам нужно точное значение, пожалуйста, проведите необходимые вычисления.