Вопрос: При хлорировании 17,92 дм³ метана было получено 109,4 г смеси трихлорметана и тетрахлорметана. Как можно найти массовые доли продуктов хлорирования метана в этой смеси?

Химия 11 класс Хлорирование углеводородов химия 11 класс хлорирование метана Массовые доли трихлорметан тетрахлорметан химические реакции расчет массы смеси продуктов объем метана молекулярная масса стехиометрия анализ смеси химические уравнения Новый

Для решения данной задачи, давайте разберем, как можно найти массовые доли трихлорметана (CHCl3) и тетрахлорметана (CCl4) в полученной смеси.

Шаг 1: Определим количество метана

Сначала нам нужно узнать, сколько молей метана (CH4) у нас было. Учитывая, что 1 моль газа занимает 22,4 дм³ при нормальных условиях, мы можем использовать формулу:

Количество молей = Объем / 22,4 дм³/моль

В нашем случае объем метана составляет 17,92 дм³:

• Количество молей метана = 17,92 дм³ / 22,4 дм³/моль = 0,799 моль

Шаг 2: Определим количество продуктов реакции

При хлорировании метана возможны два основных продукта: трихлорметан и тетрахлорметан. Реакции можно представить следующим образом:

• CH4 + 3Cl2 → CHCl3 + 3HCl (образуется трихлорметан)
• CH4 + 4Cl2 → CCl4 + 4HCl (образуется тетрахлорметан)

Обратите внимание, что один моль метана может дать максимум один моль трихлорметана и один моль тетрахлорметана.

Шаг 3: Установим соотношение между продуктами

Обозначим количество трихлорметана через x, а количество тетрахлорметана через y.

Мы знаем, что:

• x + y = 0,799 (количество молей метана, которое было использовано)

Шаг 4: Найдем массу продуктов

Теперь нужно связать массу полученной смеси (109,4 г) с количеством молей. Масса трихлорметана и тетрахлорметана определяется по следующим формулам:

• m1 = x * M(CHCl3)
• m2 = y * M(CCl4)

Где M(CHCl3) = 119,37 г/моль, M(CCl4) = 153,82 г/моль.

Тогда общая масса смеси будет:

• m1 + m2 = 109,4 г
• x * 119,37 + y * 153,82 = 109,4

Шаг 5: Решим систему уравнений

Теперь у нас есть система из двух уравнений:

• 1) x + y = 0,799
• 2) 119,37x + 153,82y = 109,4

Решая эту систему, мы можем найти значения x и y. Например, выразим y из первого уравнения:

• y = 0,799 - x

Теперь подставим это значение во второе уравнение:

• 119,37x + 153,82(0,799 - x) = 109,4

Решив это уравнение, мы найдем значение x, а затем и y.

Шаг 6: Найдем массовые доли

После нахождения x и y можно вычислить массовые доли компонентов в смеси:

• Массовая доля трихлорметана = (m1 / (m1 + m2)) * 100%
• Массовая доля тетрахлорметана = (m2 / (m1 + m2)) * 100%

Таким образом, мы можем получить массовые доли трихлорметана и тетрахлорметана в смеси, используя все вышеописанные шаги.