Для решения задачи сначала нужно понять, что процесс хлорирования метана (CH₄) приводит к образованию петрохлорметана (CCl₄). Реакция хлорирования метана можно представить следующим образом:
\[ CH_4 + 4 Cl_2 \rightarrow CCl_4 + 4 HCl \]
Согласно уравнению реакции, 1 моль метана приводит к образованию 1 моля петрохлорметана.
- Определим количество молей метана. Используем закон идеальных газов для расчета количества молей (n):
\[ PV = nRT \]
Где:
- P — давление (при нормальных условиях 1 атм),
- V — объём в литрах (11,2 литра),
- R — универсальная газовая постоянная (0,0821 л·атм/(моль·К)),
- T — температура (при обычных условиях 273 K).
Сравнивая стандартные условия, можно использовать упрощенное соотношение: 1 моль газа занимает 22,4 литра. Поэтому, чтобы найти количество молей метана:
\[ n = \frac{V}{22,4} = \frac{11,2}{22,4} = 0,5 \, \text{моля} \]
- Расчет массы петрохлорметана. Теперь преобразуем количество молей в массу. Молярная масса петрохлорметана (CCl₄) составляет:
- Молярная масса углерода (C) = 12,01 г/моль
- Молярная масса хлора (Cl) = 35,45 г/моль (в CCl₄ 4 атома хлора)
Молярная масса CCl₄: \[ 12,01 + 4 \times 35,45 = 12,01 + 141,8 = 153,81 \, \text{г/моль} \]
Теперь, зная количество молей (0,5) и молярную массу (153,81 г/моль), мы можем вычислить массу:
\[ \text{масса} = n \times M = 0,5 \, \text{моля} \times 153,81 \, \text{г/моль} = 76,905 \, \text{г} \]
Таким образом, масса петрохлорметана, которая может быть получена при хлорировании метана объёмом 11,2 литра, составляет примерно 76,91 грамма.
