После проведения реакции между 10 л хлора и 5 л водорода, каков будет объем смеси газов в литрах? Объемы газов измерены

Хорошо! Давайте решим эту задачу.

Для начала, давайте рассмотрим данную реакцию, которая идёт между хлором (Cl₂) и водородом (H₂). Зная, что объёмы газов измерены при нормальных условиях, мы можем использовать закон Дальтона для нахождения общего объёма газов в смеси.

Закон Дальтона утверждает, что сумма парциальных давлений газов в смеси равна общему давлению этой смеси. Парциальное давление каждого газа определяется по формуле:

$$P_i=\frac{n_i}{V}\times R\times T$$

где:
- $P_i$ - парциальное давление газа i,
- $n_i$ - количество вещества газа i,
- $V$ - объём газовой смеси,
- $R$ - универсальная газовая постоянная,
- $T$ - абсолютная температура.

Также мы должны знать количество вещества каждого газа, чтобы использовать формулу. Количество вещества можно вычислить по формуле:

$$n=\frac{V}{V_m}$$

где:
- $n$ - количество вещества,
- $V$ - объём газа,
- $V_m$ - молярный объём при нормальных условиях, равный 22.4 л/моль.

Хлор и водород являются диатомными молекулами, поэтому количество вещества в каждом газе будет равно половине значения, полученного по формуле выше.

Таким образом, решим задачу:

Дано:
- Объём хлора (Cl₂) = 10 л
- Объём водорода (H₂) = 5 л

Сначала найдём количество вещества каждого газа:

Для хлора (Cl₂):
$$n_{Cl₂}=\frac{10}{22.4}=0.446моль$$

Для водорода (H₂):
$$n_{H₂}=\frac{5}{22.4}=0.223моль$$

Зная количество вещества обоих газов, мы можем использовать закон Дальтона для нахождения общего объёма смеси:

$$P_{Cl₂}+P_{H₂}=P_{total}$$

Парциальное давление каждого газа можно рассчитать следующим образом:

$$P_{Cl₂}=\frac{n_{Cl₂}}{V}\times R\times T$$
$$P_{H₂}=\frac{n_{H₂}}{V}\times R\times T$$

Таким образом, решим задачу:

Дано:
- Объём хлора (Cl₂) = 10 л
- Объём водорода (H₂) = 5 л
- $R$ = 0.0821 л·атм/(моль·К) (универсальная газовая постоянная)
- $T$ = 273 К (абсолютная температура при нормальных условиях)

1. Вычисляем количество вещества каждого газа:
- $n_{Cl₂}=\frac{10}{22.4}=0.446$ моль
- $n_{H₂}=\frac{5}{22.4}=0.223$ моль

2. Рассчитываем парциальное давление каждого газа:
- $P_{Cl₂}=\frac{0.446}{15}\times 0.0821\times 273=0.556$ атм
- $P_{H₂}=\frac{0.223}{15}\times 0.0821\times 273=0.279$ атм

3. Суммируем парциальные давления:
- $P_{total}=P_{Cl₂}+P_{H₂}=0.556+0.279=0.835$ атм

Итак, после проведения реакции между 10 л хлора и 5 л водорода, объём смеси газов составит 15 литров при нормальных условиях.