Химия

Записываем уравнение реакции:

$H_{2} + Cl_{2} \rightarrow 2HCl$.

Рассчитываем количество хлороводорода:

$\nu (HCl)= \frac{V(HCl)}{22,4 л/моль}$;
$\nu (HCl)= \frac{3}{22,4} = 0,134 моль$.

Определяем количества водорода и хлора, вступивших в реакцию. Согласно уравнению реакции:

$\nu (H_{2}) = 0,5 \nu (HCl); \nu (H_{2}) = 0,5 \cdot 0,134 = 0,067 моль$;
$\nu (Cl_{2})= 0,5 \nu (HCl); \nu (Cl_{2})= 0,5 \cdot 0,134 = 0,067 моль$.

Рассчитываем объемы водорода и хлора, вступивших в реакцию:

$V_{1}(H_{2}) = \nu (H_{2}) \cdot 22,4 л/моль$;
$V_{1}(H_{2}) = 0,067 \cdot 22,4 = 1,5 л$;
$V_{1}(Cl_{2}) = \nu (Cl_{2}) \cdot 22.4 л/моль$;
$V_{1}(Cl_{2}) = 0,067 \cdot 22,4 = 1,5 л$.

Находим объем хлора в исходной смеси, учитывая, что его прореагировало 30 %. Для этого составляем пропорцию:

1,5 л $Cl_{2}$ - 30 %;
z л $Cl_{2}$ - 100 %;
$z = V_{2} (Cl_{2}) = 5 л$.

Объем водорода в исходной смеси равен разности объемов исходной смеси и хлора:

$V_{2}(H_{2}) = 12л - 5л = 7л$.

Объемы водорода и хлора в конечной смеси определяем следующим образом:

$V_{3}(H_{2}) = V_{2}(H_{2}) - V_{1}(H_{2}); V_{3}(H_{2}) = 7 - 1,5 = 5,5 л$;
$V_{3}(Cl_{2}) = V_{2}(Cl_{2}) - V_{1}(Cl_{2}); V_{3}(Cl_{2})= 5 - 1,5 = 3,5 л$.

Находим объем конечной смеси:

$V(г) = V_{3}(Cl_{2}) + V_{3}(H_{2}) + V(HCl) = 3,5 + 5,5 + 3 = 12 л$.

Рассчитываем объемную долю хлора в конечной смеси:

$\phi (Cl_{2}) = \frac{V_{2}(Cl_{2})}{V(г)} \cdot 100 \text{ %}$;
$\phi (Cl_{2}) = \frac{3,5}{12} \cdot 100 = 29,2 \text{ %}$.