Для решения этой задачи нужно сначала определить, сколько хлороводорода (HCl) образуется в результате реакции между водородом (H2) и хлором (Cl2), а затем рассчитать массовую долю соляной кислоты в полученном растворе. 1. В реакции между водородом и хлором получается хлороводород по уравнению: H2 + Cl2 → 2HCl. 2. Рассмотрим, сколько молей газа участвует в реакции. Исходя из закона Бойля и газовых уравнений, при идентичных условиях объем в литрах пропорционален количеству вещества в молях. Для упрощения расчёта можно считать 1 моль газа занимает 22,4 литра при стандартных условиях. 3. Поскольку мы имеем 20 л водорода и 30 л хлора, обращаем внимание на соотношение реагентов по уравнению. - На 1 моль водорода (22,4 л) требуется 1 моль хлора (22,4 л). - У нас 20 л водорода, что соответствует примерно 0,89 моля (20 л / 22,4 л/моль) и 30 л хлора, что соответствует примерно 1,34 моля (30 л / 22,4 л/моль). 4. В реакции лимитирующим реагентом будет водород, так как его меньше. Он отреагирует со частью хлора: 20 л H2 может реагировать с 20 л Cl2, образуя 40 л HCl (в два раза больше, чем H2). 5. Образуется 40 литров HCl, и вся эта масса растворяется в 1 литре воды. Теперь нужно рассчитать массу HCl и массовую долю. 6. Молярная масса HCl примерно 36,5 г/моль. Объем 40 л газообразного HCl преобразуем в массу: - количество молей HCl: 40 л / 22,4 л/моль = 1,79 моль. - масса HCl = 1,79 моль * 36,5 г/моль = 65,3 г. 7. Теперь находим массовую долю HCl в растворе: массовая доля = (масса HCl) / (масса раствора). Масса 1 литра воды примерно 1000 г. 8. Масса раствора = 1000 г (вода) + 65,3 г (HCl) = 1065,3 г. массовая доля HCl = (65,3 г / 1065,3 г) * 100% ≈ 6,13%. Таким образом, массовая доля соляной кислоты в растворе составляет приблизительно 6,13%.
