С какими массами газов нужно производить синтез хлороводорода, чтобы получить водородные и хлорные газы в соотношении

Для решения данной задачи нам необходимо воспользоваться знаниями о законе Дальтона, который гласит, что смесь идеальных газов, образующихся в результате реакции, имеет общий давление, равное сумме парциальных давлений каждого газа.

1. Начнем с определения масс газов, необходимых для синтеза хлороводорода.
Согласно соотношению 6 г : 142 г, массовое отношение водорода к хлору составляет 6:142. Нам нужно определить, сколько граммов водорода и хлора нам потребуется для данной реакции.
Пусть масса водорода будет \(m_1\) г, а масса хлора - \(m_2\) г.

Используя пропорцию отношения масс, мы можем записать:
\(\frac{{m_1}}{{m_2}} = \frac{{6}}{{142}}\)

Решим данную пропорцию относительно \(m_1\):
\(m_1 = \frac{{6 \cdot m_2}}{{142}}\)

Теперь мы можем перейти к определению состава газовой смеси после реакции в объемных процентах.

2. Состав газовой смеси после реакции в объемных процентах может быть определен с использованием формулы для расчета объемных долей газов.
Обозначим объемы водорода, хлора и полученного хлороводорода соответственно как V1, V2 и V3.

Общий объем всех газов будет равен сумме объемов каждого из них:
\(V = V1 + V2 + V3\)

Объемные доли газов можно выразить как часть общего объема:
Объемная доля водорода (VH2) = \(\frac{{V1}}{{V}} \times 100\%\)
Объемная доля хлора (VCl2) = \(\frac{{V2}}{{V}} \times 100\%\)
Объемная доля хлороводорода (VHCl) = \(\frac{{V3}}{{V}} \times 100\%\)

Заметим, что при синтезе хлороводорода один моль водорода реагирует с одним моль хлора, образуя два моля хлороводорода. Следовательно:
\(V1 : V2 : V3 = 1 : 1 : 2\)

Мы можем записать \(V1 = V2 = x\) и \(V3 = 2x\).

Подставим эти значения в уравнение:
\(x + x + 2x = V\)
\(4x = V\)

Теперь мы можем выразить объемные доли газов после реакции, зная значение \(x\):
\(VH2 = \frac{{x}}{{4x}} \times 100\% = \frac{{1}}{{4}} \times 100\%\)
\(VCl2 = \frac{{x}}{{4x}} \times 100\% = \frac{{1}}{{4}} \times 100\%\)
\(VHCl = \frac{{2x}}{{4x}} \times 100\% = \frac{{1}}{{2}} \times 100\%\)

3. Далее, давайте рассчитаем массовую долю хлороводорода в растворе, полученном после растворения хлороводорода в 854 см3 воды.

Массовая доля хлороводорода (w(HCl)) в растворе может быть выражена с использованием формулы:
\(w(HCl) = \frac{{m(HCl)}}{{m(раствора)}} \times 100\%\)

Для начала определим массу хлороводорода (m(HCl)) в растворе.
Известно, что раствор хлороводорода имеет плотность 0,9 г/см3, а объем воды равен 854 см3.
Тогда масса хлороводорода в растворе будет равна:
\(m(HCl) = m(раствора) - m(воды) = 0,9 \times 854 - m(воды)\)

Теперь мы можем рассчитать массовую долю хлороводорода:
\(w(HCl) = \frac{{m(HCl)}}{{m(раствора)}} \times 100\% = \frac{{0,9 \times 854 - m(воды)}}{{0,9 \times 854}} \times 100\%\)

Для ответа на вопрос о массовой доле хлороводорода в растворе, нам необходимо знать массу воды (m(воды)).

Полученное решение позволяет определить массы газов, необходимые для синтеза хлороводорода, состав газовой смеси после реакции в объемных процентах и массовую долю хлороводорода в растворе, полученном после растворения хлороводорода в воде. Оставляем сейчас решение без подстановки значений, так как нам необходима информация о массе воды для окончательного рассчета.