Каков состав исходной смеси в объемных долях, если после взрыва смеси водорода и хлора объемом 0,04 м3, остался хлор

Данная задача можно решить с использованием закона Авогадро и принципа объемов газов.

Согласно принципу объемов газов, объемы реагирующих газов и получающихся газов можно записать в отношении целых чисел. То есть, если газы реагируют в соотношении a:b, то их объемы можно записать в соотношении V1:V2, где V1 и V2 - объемы реагирующих газов и получающегося газа соответственно.

Исходя из этого, мы можем записать пропорцию для нашей задачи:

\(\frac{V_{\text{Cl}_2}}{V_{\text{H}_2}} = \frac{0,004}{0,04}\)

Теперь нам нужно найти мольные соотношения между водородом и хлором.

Согласно закону Авогадро, при одинаковых условиях температуры и давления, равные объемы газов содержат одинаковое количество молекул (или атомов) газа.

Учитывая, что хлор и водород - это элементы с атомарными массами 35,5 г/моль и 1 г/моль соответственно, можем записать следующее:

\(\frac{V_{\text{Cl}_2}}{V_{\text{H}_2}} = \frac{m_{\text{H}_2}/M_{\text{H}_2}}{m_{\text{Cl}_2}/M_{\text{Cl}_2}}\)

где \(m_{\text{H}_2}\) и \(m_{\text{Cl}_2}\) - массы водорода и хлора соответственно, а \(M_{\text{H}_2}\) и \(M_{\text{Cl}_2}\) - их молярные массы.

Массу водорода можно найти с помощью следующей формулы:

\(m_{\text{H}_2} = \frac{P_{\text{H}_2}V_{\text{H}_2}M_{\text{H}_2}}{R \cdot T}\)

где \(P_{\text{H}_2}\) - давление водорода, \(V_{\text{H}_2}\) - его объем, \(R\) - универсальная газовая постоянная, \(T\) - температура в Кельвинах.

Массу хлора раз можно найти аналогичным образом:

\(m_{\text{Cl}_2} = \frac{P_{\text{Cl}_2}V_{\text{Cl}_2}M_{\text{Cl}_2}}{R \cdot T}\)

Теперь мы можем подставить полученные значения в пропорцию и решить ее относительно \(V_{\text{H}_2}\):

\(\frac{0,004}{0,04} = \frac{m_{\text{H}_2}/M_{\text{H}_2}}{m_{\text{Cl}_2}/M_{\text{Cl}_2}}\)

Затем, используя полученное значение \(V_{\text{H}_2}\), мы можем найти \(V_{\text{Cl}_2}\) как:

\(V_{\text{Cl}_2} = 0,04 - V_{\text{H}_2}\)

Таким образом, будем иметь полное представление о составе исходной смеси в объемных долях.