Номер 2, страница 28 - гдз по химии 11 класс учебник Еремин, Кузьменко

Параграф 5. Хлороводород. Соляная кислота. Глава 1. Неметаллы - номер 2, страница 28.

Условие.

2. При пропускании смеси хлороводорода и бромоводорода в воду был получен раствор, в котором массовые доли $HCl$ и $HBr$ равны. Каково было объёмное соотношение газов в исходной смеси?

Решение.

Решение 2.

Дано:

Смесь газов: хлороводород (HCl) и бромоводород (HBr).
Раствор, полученный при пропускании смеси газов в воду.
Массовые доли в растворе равны: $ \omega(\text{HCl}) = \omega(\text{HBr}) $.

Найти:

Объёмное соотношение газов в исходной смеси: $ V(\text{HCl}) : V(\text{HBr}) $.

Решение:

Массовая доля вещества в растворе определяется по формуле:
$ \omega(\text{вещества}) = \frac{m(\text{вещества})}{m(\text{раствора})} $

По условию задачи, массовые доли хлороводорода и бромоводорода в полученном растворе равны:
$ \omega(\text{HCl}) = \omega(\text{HBr}) $

Это означает, что:
$ \frac{m(\text{HCl})}{m(\text{раствора})} = \frac{m(\text{HBr})}{m(\text{раствора})} $

Так как масса раствора для обоих компонентов одинакова, мы можем заключить, что массы растворенных газов также равны:
$ m(\text{HCl}) = m(\text{HBr}) $

Согласно закону Авогадро, при одинаковых условиях (температуре и давлении) объёмное соотношение газов равно их мольному соотношению:
$ \frac{V(\text{HCl})}{V(\text{HBr})} = \frac{n(\text{HCl})}{n(\text{HBr})} $

Количество вещества (моль) связано с массой ($m$) и молярной массой ($M$) соотношением:
$ n = \frac{m}{M} $

Рассчитаем молярные массы HCl и HBr, используя относительные атомные массы: Ar(H) = 1, Ar(Cl) = 35.5, Ar(Br) = 80.
$ M(\text{HCl}) = 1 + 35.5 = 36.5 \text{ г/моль} $
$ M(\text{HBr}) = 1 + 80 = 81 \text{ г/моль} $

Теперь найдем соотношение количеств веществ:
$ \frac{n(\text{HCl})}{n(\text{HBr})} = \frac{m(\text{HCl})/M(\text{HCl})}{m(\text{HBr})/M(\text{HBr})} $

Поскольку $ m(\text{HCl}) = m(\text{HBr}) $, массы в числителе и знаменателе сокращаются:
$ \frac{n(\text{HCl})}{n(\text{HBr})} = \frac{M(\text{HBr})}{M(\text{HCl})} $

Подставим значения молярных масс:
$ \frac{V(\text{HCl})}{V(\text{HBr})} = \frac{n(\text{HCl})}{n(\text{HBr})} = \frac{81}{36.5} $

Чтобы избавиться от дроби в знаменателе, умножим числитель и знаменатель на 2:
$ \frac{81 \cdot 2}{36.5 \cdot 2} = \frac{162}{73} $

Таким образом, объёмное соотношение $ V(\text{HCl}) : V(\text{HBr}) $ составляет $ 162 : 73 $.

Ответ: объёмное соотношение газов в исходной смеси было $ V(\text{HCl}) : V(\text{HBr}) = 162 : 73 $.