Номер 211, страница 46 - гдз по химии 8 класс сборник задач Хвалюк, Резяпкин

211. Какое число молекул хлороводорода образуется при взаимодействии хлора объёмом (н. у.) 34,0 $ \text{см}^3 $ с избытком водорода?

Дано:

$V(Cl_2) = 34,0 \text{ см}^3$

Условия: нормальные (н. у.)

Водород ($H_2$) взят в избытке

Найти:

$N(HCl) - ?$

Решение:

1. Сначала запишем уравнение химической реакции синтеза хлороводорода из водорода и хлора:

$H_2 + Cl_2 \rightarrow 2HCl$

Из стехиометрических коэффициентов в уравнении следует, что из 1 моль хлора ($Cl_2$) образуется 2 моль хлороводорода ($HCl$).

2. Поскольку водород находится в избытке, он не ограничивает количество продукта. Расчет будем вести по хлору, который является лимитирующим реагентом.

3. Найдем количество вещества (число молей) хлора, содержащееся в объеме 34,0 см³. Для этого воспользуемся понятием молярного объема газа при нормальных условиях (н. у.), который составляет $V_m = 22,4 \text{ л/моль}$ или $22400 \text{ см}^3/\text{моль}$.

Формула для расчета количества вещества:

$n = \frac{V}{V_m}$

Подставим известные значения для хлора:

$n(Cl_2) = \frac{34,0 \text{ см}^3}{22400 \text{ см}^3/\text{моль}} \approx 0,0015178 \text{ моль}$

4. По уравнению реакции, количество вещества образовавшегося хлороводорода в два раза больше количества вещества прореагировавшего хлора:

$n(HCl) = 2 \cdot n(Cl_2)$

$n(HCl) = 2 \cdot 0,0015178 \text{ моль} \approx 0,0030356 \text{ моль}$

5. Зная количество вещества хлороводорода, можно найти число его молекул, используя постоянную Авогадро $N_A = 6,022 \cdot 10^{23} \text{ моль}^{-1}$.

$N = n \cdot N_A$

$N(HCl) = 0,0030356 \text{ моль} \cdot 6,022 \cdot 10^{23} \text{ моль}^{-1} \approx 1,828 \cdot 10^{21} \text{ молекул}$

6. Округляем результат до трех значащих цифр, так как исходное значение объема ($34,0 \text{ см}^3$) дано с этой точностью.

$N(HCl) \approx 1,83 \cdot 10^{21} \text{ молекул}$

Ответ: образуется $1,83 \cdot 10^{21}$ молекул хлороводорода.