Вправи: 290

290. Обчисліть масу продуктів реакцій, що можуть утворитися під час взаємодії метану кількістю 0,15 моль із хлором об’ємом (н. у.): а) 3,36 л; б) 6,72 л; в) 10,08 л; г) 13,44 л.

Дано: n(СН4) = 0,15 моль V1(Сl2) = 3,36 л V2(Сl2) = 6,72 л V3(Сl2) = 10,08 л V4(Сl2) =13,44 л (н.у.)

Розв’язання: 1) Обчислимо кількість речовини хлору в кожному випадку: n1(Cl2) = $\frac{V_1\left(C{l}_2\right)}{V_m}$ = $\frac{\mathrm{3,36}л}{\mathrm{22,4}л/\mathrm{моль}}$ = 0,15 моль n2(Cl2) = $\frac{V_2\left(C{l}_2\right)}{V_m}$ = $\frac{\mathrm{6,72}л}{\mathrm{22,4}л/\mathrm{моль}}$ = 0,3 моль n3(Cl2) = $\frac{V_3\left(C{l}_2\right)}{V_m}$ = $\frac{\mathrm{10,08}л}{\mathrm{22,4}л/\mathrm{моль}}$ = 0,45 моль n4(Cl2) = $\frac{V_4\left(C{l}_2\right)}{V_m}$ = $\frac{\mathrm{13,44}л}{\mathrm{22,4}л/\mathrm{моль}}$ = 0,6 моль

m1 (продукту) — ? m2 (продукту) — ? m3 (продукту) — ? m4 (продукту) — ?

2) n₁(Сl₂) = n(СН₄) = 0,15 моль. Запишемо рівняння реакції:

СН₄ + Сl₂ $\to$ СН₃Сl + НСl.

1 : 1 : 1

За рівнянням реакції n(СН₃Сl) = n(СН₄) : n(Сl₂) = 0,15 моль.

Обчислимо масу хлорометану за формулою

m(СН₃Сl) = М(СН₃Сl) ∙ n(СН₃Сl) = 50,5 г/моль ∙ 0,15 моль = 7,575 г.

3) У другому випадку n₂(Сl₂) : n(СН₄) = 0,3 : 0,15 = 2 : 1

Запишемо рівняння цієї реакції: СН₄ + 2Сl₂ $\to$ СН₂Сl₂ + 2НСl.

1 : 2 : 1

Обчислимо масу дихлорометану:

m(СН₂Сl₂) = М(СН₂Сl₂) ∙ О,15 моль = 85 г/моль ∙ 0,15 моль = 12,75 г.

4) У третьому випадку n₃(Сl₂) : n(СH₄) = 0,45 : 0,15 = 3 : 1

Запишемо рівняння цієї реакції: СН₄ + ЗСl₂ $\to$ СНСl₃ + ЗНСl.

1 : 3 : 1

Обчислимо масу трихлорометану: m(СНСl₃) = М(СНСl₃) ∙ 0,15 моль =

= 119,5 г/моль ∙ 0,15 моль = 17,925 г.

5) У четвертому випадку n₄(Сl₂) : n(СН₄) = 0,6 : 0,15 = 4 : 1

Запишемо рівняння цієї реакції: СН₄ + 4Сl₂ $\to$ ССl₄ + 4НСl.

1 : 4 : 1

Обчислимо масу тетрахлорометану:

m(ССl₄) = М(ССl₄) ∙ 0,15 моль = 154 г/моль ∙ 0,15 моль = 23,1 г.

Відповідь: а) 7,545 г; б) 12,75 г; в) 17,925 г; г) 23,1 г.