31,36 л (н. у.) смеси водорода с хлором облучили УФ-светом. По окончании реакции осталось 4,48 л непрореагировавшего хлора (н. у.). Вычислите массовую долю водорода в исходной смеси.
от

1 Ответ

дано:
- Общий объем смеси водорода и хлора V_общ = 31,36 л (н. у.)
- Объем непрореагировавшего хлора V_нпр = 4,48 л (н. у.)

найти:
- Массовую долю водорода в исходной смеси

решение:

1. Запишем уравнение реакции между водородом и хлором:

   H2 + Cl2 -> 2 HCl

2. Пусть объем водорода в исходной смеси равен V_H2, а объем хлора равен V_Cl2.

   В реакции 1 моль водорода реагирует с 1 моль хлора, следовательно, объемное соотношение водорода и хлора тоже 1:1.

3. Обозначим объем водорода в исходной смеси как V_H2 и объем хлора как V_Cl2. Мы знаем, что:

   V_H2 + V_Cl2 = 31,36 л

4. После реакции объем хлора уменьшится, и остаток хлора равен 4,48 л. Значит, объем хлора, который среагировал, равен V_Cl2 - 4,48 л.

5. По уравнению реакции, объем водорода, который среагировал, равен тому же объему, что и объем хлора, который среагировал:

   V_H2 - (V_Cl2 - 4,48) = 0
   V_H2 = V_Cl2 - 4,48

6. Подставим V_H2 = V_Cl2 - 4,48 в уравнение V_H2 + V_Cl2 = 31,36:

   (V_Cl2 - 4,48) + V_Cl2 = 31,36
   2 * V_Cl2 - 4,48 = 31,36
   2 * V_Cl2 = 31,36 + 4,48
   2 * V_Cl2 = 35,84
   V_Cl2 = 35,84 / 2
   V_Cl2 = 17,92 л

7. Найдем объем водорода:

   V_H2 = V_Cl2 - 4,48
   V_H2 = 17,92 - 4,48
   V_H2 = 13,44 л

8. Определим массовую долю водорода. Для этого нужно найти массу водорода и массу хлора в смеси. Используем молекулярные массы: водород (H2) = 2 г/моль и хлор (Cl2) = 71 г/моль.

   Масса водорода = V_H2 * 2 г/л = 13,44 * 2 = 26,88 г
   Масса хлора = V_Cl2 * 71 г/л = 17,92 * 71 = 1271,52 г

9. Общая масса смеси:

   Общая масса = Масса водорода + Масса хлора
   Общая масса = 26,88 + 1271,52 = 1298,4 г

10. Массовая доля водорода:

    Массовая доля водорода = Масса водорода / Общая масса
    Массовая доля водорода = 26,88 / 1298,4 ≈ 0,0207

    В процентах: Массовая доля водорода = 0,0207 * 100% ≈ 2,07%

ответ:
Массовая доля водорода в исходной смеси составляет примерно 2,07%.
от