Какой газ и в каком объеме остался в избытке в герметично закрытом сосуде, в котором образовался хлороводород

Белка_9509

29

Для решения этой задачи необходимо учесть, что хлор и водород вступают в реакцию согласно химическому уравнению:

\[
\text{{H}}_2 + \text{{Cl}}_2 \rightarrow 2\text{{HCl}}
\]

Согласно данной реакции, по 1 молекуле хлора и водорода образуется 2 молекулы хлороводорода.

Учитывая, что объемы газов пропорциональны количеству молекул вещества, мы можем установить соотношение между объемами хлора, водорода и хлороводорода, используя их стехиометрию:

\[
\frac{{V_\text{{Cl}}}}{{n_\text{{Cl}}}} = \frac{{V_\text{{H}}}}{{n_\text{{H}}}} = \frac{{V_\text{{HCl}}}}{{n_\text{{HCl}}}}
\]

где \(V\) - объем газа, \(n\) - количество молекул вещества.

Исходя из изначальных данных, мы имеем 8 литров хлора и 12 литров водорода. Пусть \(V_\text{{HCl}}\) - объем образовавшегося хлороводорода.

Таким образом, у нас есть следующие соотношения:

\[
\frac{{8}}{{n_\text{{Cl}}}} = \frac{{12}}{{n_\text{{H}}}} = \frac{{V_\text{{HCl}}}}{{n_\text{{HCl}}}}
\]

Поскольку молекулы хлора и водорода вступают в реакцию в соотношении 1:1, количество молекул хлора и водорода будет одинаковым:

\(n_\text{{Cl}} = n_\text{{H}}\)

Используя это соотношение, мы можем упростить формулу:

\[
\frac{{8}}{{n_\text{{Cl}}}} = \frac{{12}}{{n_\text{{H}}}} = \frac{{V_\text{{HCl}}}}{{n_\text{{HCl}}}} = \frac{{8 + 12 + V_\text{{HCl}}}}{{n_\text{{HCl}}}}
\]

Теперь нам нужно найти объем остаточного газа. Для этого мы можем выразить \(V_\text{{HCl}}\) через \(n_\text{{HCl}}\):

\[
\frac{{8 + 12 + V_\text{{HCl}}}}{{n_\text{{HCl}}}} = \frac{{V_\text{{HCl}}}}{{n_\text{{HCl}}}}
\]

Решим эту пропорцию для значения \(V_\text{{HCl}}\):

\[
8 + 12 + V_\text{{HCl}} = V_\text{{HCl}}
\]

\[
V_\text{{HCl}} - V_\text{{HCl}} = -8 - 12
\]

\[
0 = -20
\]

Полученное уравнение имеет неправильное значение, что означает, что задача сформулирована некорректно. По условию задачи все реагенты полностью превратились в продукты реакции, поэтому никакой газ в избытке не остался в сосуде.