Какой объем хлора потребуется для получения трихлорметана из 11,2 литра метана?

Для получения трихлорметана (CHCl₃) из метана (CH₄) необходима реакция хлорирования. Упрощенно, этот процесс можно представить в несколько стадий, но для конечного получения трихлорметана можно рассмотреть следующую реакцию:

[ \text{CH}_4 + 3\text{Cl}_2 \rightarrow \text{CHCl}_3 + 3\text{HCl} ]

Эта реакция показывает, что для превращения одной молекулы метана в одну молекулу трихлорметана требуется три молекулы хлора.

Теперь, давайте рассчитаем, какой объем хлора потребуется для реакции с 11,2 литра метана. Будем считать, что все газы измеряются при нормальных условиях (0°C и 1 атм), где один моль любого газа занимает 22,4 литра.

1. Определим количество молей метана: [ \frac{11,2 \, \text{литров CH}_4}{22,4 \, \text{л/моль}} = 0,5 \, \text{моль CH}_4 ]

2. По уравнению реакции на каждый моль метана требуется 3 моля хлора. Следовательно, для 0,5 моль метана потребуется: [ 0,5 \, \text{моль CH}_4 \times 3 \, \text{моль Cl}_2/\text{моль CH}_4 = 1,5 \, \text{моль Cl}_2 ]

3. Рассчитаем объем хлора: [ 1,5 \, \text{моль Cl}_2 \times 22,4 \, \text{л/моль} = 33,6 \, \text{литров Cl}_2 ]

Таким образом, для получения трихлорметана из 11,2 литра метана потребуется 33,6 литра хлора при нормальных условиях.

Для получения трихлорметана из метана необходимо провести хлорирование метана. Реакция протекает по следующему уравнению:

CH4 + 3Cl2 -> CHCl3 + 3HCl

Из уравнения видно, что для образования одной молекулы трихлорметана требуется 3 молекулы хлора. Поэтому для расчета необходимого объема хлора нужно учитывать коэффициент соответствующий хлору в уравнении реакции.

11,2 литра метана соответствуют 0,5 моль (так как 1 моль метана занимает 22,4 литра при стандартных условиях). Следовательно, для образования трихлорметана из 0,5 моль метана потребуется 0,5 моль хлора.

Так как объем газа пропорционален количеству молей газа при постоянной температуре и давлении, то 0,5 моль хлора займут такой же объем, как и 0,5 моль метана, то есть 11,2 литра.

Таким образом, для получения трихлорметана из 11,2 литра метана потребуется 11,2 литра хлора.