3.В закрытом прочном сосуде смешали 16 л хлора и 24 л водорода и смесь взорвали. Какой объем хлороводорода получился? Какой газ и в каком объеме остался в избытке?

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

2H₂ + Cl₂ -> 2HCl

Молярные соотношения:

2 моля H₂ + 1 моль Cl₂ -> 2 моля HCl

Объемы газов могут быть рассчитаны по формуле:

V = n * Vm

где V - объем, n - количество молей, Vm - молярный объем (22.4 л/моль при н.у.)

Итак, изначально мы имели 16 л хлора и 24 л водорода. Рассчитаем количество молей каждого газа:

n(Cl₂) = V(Cl₂) / Vm = 16 л / 22.4 л/моль = 0.714 моль Cl₂
n(H₂) = V(H₂) / Vm = 24 л / 22.4 л/моль = 1.071 моль H₂

Так как стехиометрическое соотношение говорит нам, что 1 моль Cl₂ требуется для реакции с 2 молями H₂, то у нас есть достаточно H₂ для реакции с Cl₂. Следовательно, в реакции участвуют все 0.714 моль Cl₂ и 1.071 моль H₂.

Так как газообразные продукты взрыва занимают тот же объем, что и изначальные реагенты, объем готового хлороводорода равен объединенному объему хлора и водорода:

V(HCl) = V(Cl₂) + V(H₂) = 16 л + 24 л = 40 л

Таким образом, получился 40 л хлороводорода.

Относительно избытка реагента, у нас было 0.714 моль Cl₂ и 1.071 моль H₂, таким образом, в реакции участвовали все 0.714 моль Cl₂, а 0.357 моль H₂ осталось неиспользованным. Рассчитаем объем газа, который остался неиспользованным:

V(H₂ остаток) = n(H₂ остаток) Vm = 0.357 моль 22.4 л/моль = 8 л

Таким образом, в избытке остался водород объемом 8 л.