7. Вычислите массу хлорида алюминия, образующегося при взаимодействии избытка алюминия с 6,72 л (н. у.) хлора, если выход реакции составляет 50%. Ответ укажите в граммах с…
7. Вычислите массу хлорида алюминия, образующегося при взаимодействии избытка алюминия с 6,72 л (н. у.) хлора, если выход реакции составляет 50%. Ответ укажите в граммах с точностью до сотых. 1 балл
Чтобы решить задачу, давайте начнем с уравнения реакции между алюминием и хлором.
Шаг 1: Запишем уравнение реакции.
Алюминий (Al) реагирует с хлором (Cl₂) с образованием хлорида алюминия (AlCl₃). Уравнение реакции будет:
\[ 2 Al + 3 Cl_2 \rightarrow 2 AlCl_3 \]
Шаг 2: Найдем моль хлора.
Объем хлора в нормальных условиях (н. у.) равен 6,72 л. Мы можем использовать формулу для вычисления количества молей газа в нормальных условиях:
\[ n = \frac{V}{V_m} \]
где:
- \( n \) — количество молей,
- \( V \) — объем газа (в литрах),
- \( V_m \) — молярный объем газа (в нормальных условиях \( V_m \approx 22.4 \, \text{л/моль} \)).
Подставим значения:
\[ n_{Cl_2} = \frac{6.72 \, \text{л}}{22.4 \, \text{л/моль}} \approx 0.3 \, \text{моль} \]
Шаг 3: Рассчитаем количество молей алюминия, необходимое для реакции.
Согласно уравнению реакции, для того чтобы среагировать с 3 моль хлора, требуется 2 моль алюминия. Следовательно, отношение молей Al к Cl₂:
\[ \frac{2 \, \text{моль Al}}{3 \, \text{моль Cl}_2} = \frac{n_{Al}}{n_{Cl_2}} \]
Таким образом, найдем количество молей алюминия:
\[ n_{Al} = n_{Cl_2} \cdot \frac{2}{3} = 0.3 \, \text{моль} \cdot \frac{2}{3} = 0.2 \, \text{моль} \]
Шаг 4: Найдем массу хлорида алюминия.
Из уравнения реакции видно, что 2 моль AlCl₃ образуются из 2 молей Al. Таким образом, количество молей AlCl₃, которое должно образоваться, равно количеству молей Al:
\[ n_{AlCl_3} = n_{Al} = 0.2 \, \text{моль} \]
Теперь найдем массу AlCl₃. Молярная масса хлорида алюминия (AlCl₃) рассчитывается как:
- Молярная масса Al = 27 г/моль
- Молярная масса Cl = 35.5 г/моль
Молярная масса AlCl₃ составляет:
\[ M_{AlCl_3} = 27 + 3 \times 35.5 = 27 + 106.5 = 133.5 \, \text{г/моль} \]
Масса AlCl₃, которая могла бы образоваться, составляет:
\[ m_{AlCl_3} = n_{AlCl_3} \cdot M_{AlCl_3} = 0.2 \, \text{моль} \cdot 133.5 \, \text{г/моль} = 26.7 \, \text{г} \]
Шаг 5: Учитываем выход реакции.
Поскольку выход реакции составляет 50%, итоговая масса AlCl₃ будет:
\[ m_{\text{реакция}} = 26.7 \, \text{г} \cdot 0.5 = 13.35 \, \text{г} \]
Ответ:
Масса хлорида алюминия, образующегося при взаимодействии, составляет 13.35 г.
