Какое количество HI образуется при достижении температуры 700 К, если в 3-литровом сосуде имеется 10 г йода и

Для решения данной задачи мы должны использовать знания о законе Дальтона, который утверждает, что сумма парциальных давлений компонентов смеси газов равна общему давлению смеси.

Первый шаг в решении задачи - найти количество вещества каждого компонента (иода и водорода) в данных. Для этого мы можем использовать формулу:

\[ n = \frac{m}{M} \]

где \( n \) - количество вещества, \( m \) - масса вещества, \( M \) - молярная масса вещества.

Для йода:
Молярная масса йода (I2) равна 253.8 г/моль.
Масса йода равна 10 г.

\[ n_{\text{йода}} = \frac{10 \, \text{г}}{253.8 \, \text{г/моль}} = 0.039 \, \text{моль} \]

Для водорода:
Молярная масса водорода (H2) равна 2 г/моль.
Масса водорода равна 0.2 г.

\[ n_{\text{водорода}} = \frac{0.2 \, \text{г}}{2 \, \text{г/моль}} = 0.1 \, \text{моль} \]

Теперь, зная количество вещества каждого компонента, мы можем использовать уравнение реакции йода с водородом:

\[ \text{H}_2 + \text{I}_2 \rightarrow 2\text{HI} \]

Из уравнения видно, что каждая молекула водорода (H2) реагирует с молекулой йода (I2), образуя 2 молекулы HI.

Таким образом, количество HI, образующегося при реакции, будет равно двукратному количеству вещества водорода (по коэффициенту перед H2 в уравнении реакции).

\[ n_{\text{HI}} = 2 \cdot n_{\text{водорода}} = 2 \cdot 0.1 \, \text{моль} = 0.2 \, \text{моль} \]

Далее, чтобы найти объем HI, созданный при заданной температуре, мы можем использовать идеальный газовый закон:

\[ PV = nRT \]

где \( P \) - давление, \( V \) - объем, \( n \) - количество вещества, \( R \) - универсальная газовая постоянная (\( 0.0821 \, \text{л} \cdot \text{атм/моль} \cdot \text{К} \)), \( T \) - температура в Кельвинах.

Мы знаем, что объем сосуда равен 3 литрам, а температура равна 700 К.

\[ V = 3 \, \text{л} \]
\[ T = 700 \, \text{К} \]

Подставим все значения в идеальный газовый закон:

\[ P \cdot 3 = 0.2 \cdot 0.0821 \cdot 700 \]

Чтобы найти парциальное давление H2, мы можем использовать определение парциального давления:

\[ P_{\text{H2}} = X_{\text{H2}} \cdot P_{\text{общ}} \]

где \( X_{\text{H2}} \) - мольная доля водорода, \( P_{\text{общ}} \) - общее давление (равное \( P \)).

Мы знаем, что мольная доля H2 равна количеству вещества H2 поделенному на общее количество вещества HI:

\[ X_{\text{H2}} = \frac{n_{\text{водорода}}}{n_{\text{водорода}} + n_{\text{HI}}} \]

Подставляем найденные значения:

\[ X_{\text{H2}} = \frac{0.1}{0.1 + 0.2} = \frac{1}{3} \]

И, наконец, для нахождения парциального давления H2 мы можем использовать следующую формулу:

\[ P_{\text{H2}} = \frac{1}{3} \cdot P \]

Вычисляем:

\[ P_{\text{H2}} = \frac{1}{3} \cdot 0.2 = 0.067 \, \text{атм} \]

Итак, количество HI образуемого при достижении температуры 700 К будет равно 0.2 моль, а парциальное давление H2 будет равно 0.067 атм.