Дано:
- После реакции водорода осталось 3V водорода, где V — объем водорода, который вступил в реакцию.
- Хлор (Cl2) и водород (H2) реагируют по уравнению: 2 H2 + Cl2 → 2 HCl
Найти:
- Массовую долю хлора в исходной смеси
Решение:
1. Обозначим начальный объем водорода и хлора как V1 и V2 соответственно.
2. По уравнению реакции, 2 моль водорода реагируют с 1 молем хлора. Объемы пропорциональны количеству вещества, значит:
2V водорода (H2) реагируют с V хлора (Cl2) для образования 2V водорода (HCl).
3. После реакции остался водород в объеме 3V. Таким образом, объем водорода, вступившего в реакцию, равен V (из исходного V1).
4. Таким образом, начальный объем водорода V1 = V (вошедший в реакцию) + 3V (оставшийся) = 4V.
5. Хлор, вступивший в реакцию, имеет объем V2, равный объему хлора, который реагирует с 2V водорода. Таким образом, V2 = V.
6. Для определения массовой доли хлора в смеси найдем массы:
Масса водорода m(H2) = V1 * M(H2), где M(H2) = 2 г/моль, и V1 = 4V.
Масса водорода = 4V * 2 = 8V г.
Масса хлора m(Cl2) = V2 * M(Cl2), где M(Cl2) = 71 г/моль, и V2 = V.
Масса хлора = V * 71 = 71V г.
7. Массовая доля хлора в смеси:
Массовая доля = (масса хлора) / (масса смеси)
Масса смеси = масса водорода + масса хлора = 8V + 71V = 79V
Массовая доля хлора = 71V / 79V = 71 / 79 ≈ 0.899
Ответ:
Массовая доля хлора в исходной смеси составляет 0.899 или 89.9%.