Question

В промисловості хлор одержують окисленням хлороводню повітрям в присутності
каталізатора. Обчисліть об’єм хлора, який можна добути з 15 л хлороводню (при
25С і 101,3кПа)

Answer 1

Ответ:

Розглянемо рівняння реакції отримання хлору з хлороводню:

2HCl + O2 → 2Cl2 + 2H2O

За умовами задачі, об’єм хлороводню V1 = 15 л, температура T = 25 °C = 298 К, атмосферний тиск Р = 101,3 кПа.

Для знаходження об’єму хлору V2, необхідно скористатися законом Далтона:

V1/V2 = n1/n2

де n1/n2 – відношення молярних кількостей газів у рівнянні реакції.

Знайдемо спочатку кількість речовини хлороводню, що задіяна у реакції:

n(HCl) = V(P) * (m(HCl) / M(HCl))

де V(P) - об’єм газу за умов стандартного тиску та температури, m(HCl) - маса хлороводню, M(HCl) - молярна маса хлороводню.

m(HCl) = V1 * d(HCl) = 15 л * 1,639 г/л = 24,585 г

M(HCl) = 36,46 г/моль

n(HCl) = 24,585 г / 36,46 г/моль = 0,675 моль

Так як з рівняння видно, що для одержання двох молей Cl2 необхідно 2 молярних кількості HCl, то:

n(Cl2) = 2 * n(HCl) = 1,350 моль

Знайдемо температуру та тиск умов стандартного тиску та температури:

T0 = 273 К, P0 = 101,3 кПа

Для знаходження V2, використаємо формулу газової рівноваги:

V2 = n2 * R * T / P

де R - універсальна газова стала, R = 8,31 Дж / моль*К.

V2 = n(Cl2) * R * T / P = 1,350 моль * 8,31 Дж / моль*К * 298 К / 101,3 кПа * 1000 Па/кПа = 33,1 л

Отже, можна одержати 33,1 л хлору. Окисником у цій реакції є кисень з повітря, а відновником – хлороводень.

Объяснение: