Дано: n(Al)=1,5 моль
Найти: V(H2)-?
Решение
1-й способ
1. Составим химическое уравнение:
2Al + 6HCl = 2AlCl3 + 3H2↑
По уравнению реакции n(Al):n(HCl):n(H2)=2:6:3=1:3:1,5, то есть с 2 моль алюминия взаимодействует 6 моль хлороводорода и образуется 3 моль водорода, следовательно, количество вещества хлороводорода в 3 раза больше, а количество вещества водорода в 1,5 раза больше количества вещества алюминия, поэтому
n(HCl)=3•n(Al)=3•1,5 моль=4,5 моль
n(H2)=1,5•n(Al)=1,5•1,5 моль=2,25 моль
2. Объём водорода количеством вещества 2,25 моль рассчитываем по формуле: V=n•VM, где VM ― молярный объём.
V(Н2)=n(Н2)•VM=2,25 моль • 22,4 л/моль=50,4 л
2-й способ
1. Составим химическое уравнение:
1,5 моль х моль у л
2Al + 6HCl = 2AlCl3 + 3H2↑
2 моль 6 моль 67,2 л
Над формулами соединений Al, HCl и H2 записываем приведенное в условии задачи количество вещества алюминия (1,5 моль) и неизвестные количество вещества хлороводорода и объём водорода (х моль и у л соответственно), а под формулами соединений ― объём соответствующего количества вещества согласно коэффициентам в химическом уравнении. Во время реакции образуется 3 моль водорода H2 (1 моль любого газа при н.у. занимает объем 22,4 л, а 3 моль ― в 3 раза больший объём, то есть 67,2 л).
2. Количество вещества хлороводорода рассчитываем с помощью пропорции:
1,5 моль / 2 моль = х моль / 6 моль, отсюда
х=n(HCl)= 1,5 моль • 6 моль : 2 моль=4,5 моль
3. Объём водорода рассчитываем с помощью пропорции:
1,5 моль / 2 моль = у л / 67,2 л, отсюда
у=V(H2)=1,5 л • 67,2 л : 2 моль=50,4 л
Ответ: потребуется 4,5 моль хлороводорода и образуется 50,4 л водорода.