В реакции хлорирования метана (CH₄) под действием света происходит замещение атомов водорода атомами хлора. Уравнение реакции можно записать следующим образом:
[ CH_4 + Cl_2 \xrightarrow{\text{свет}} CH_3Cl + HCl ]
Для того чтобы определить массу хлора (Cl₂), необходимую для реакции с 75 г метана, сначала найдем молекулярные массы реагентов.
Молекулярная масса метана (CH₄):
- Углерод (C): 12 г/моль
- Водород (H): 1 г/моль × 4 = 4 г/моль
- Итого: 12 + 4 = 16 г/моль
Молекулярная масса хлора (Cl₂):
- Хлор (Cl): 35.5 г/моль × 2 = 71 г/моль
Теперь рассчитаем количество моль метана, которое было использовано:
[
n(CH_4) = \frac{m(CH_4)}{M(CH_4)} = \frac{75 \text{ г}}{16 \text{ г/моль}} \approx 4.6875 \text{ моль}
]
Согласно уравнению реакции, 1 моль метана реагирует с 1 моль хлора. Это означает, что для реакции с 4.6875 моль метана потребуется 4.6875 моль хлора.
Теперь можно рассчитать массовое количество хлора:
[
m(Cl_2) = n(Cl_2) \times M(Cl_2) = 4.6875 \text{ моль} \times 71 \text{ г/моль} \approx 333.125 \text{ г}
]
Итак, для реакции хлорирования 75 г метана потребуется approximately 333.1 г хлора.
