Вычислите объем оксида серы (IV) (н.у.), который может быть получен при сжигании 1,6 кг серы, если выход продукта составляет 80% от теоретически возможного
Задача: определить объем оксида серы(IV) (SO2) при сжигании 1,6 кг серы, если выход 80% от теоретического, имея нормальные условия (н.у.).
Уравнение реакции S + O2 → SO2
Пошаговый расчет
Масса серы: m(S) = 1,6 кг = 1600 г.
Текущая молекулярная масса серы: M(S) ≈ 32,06 г/моль.
Число молей серы: n(S) = m(S) / M(S) = 1600 / 32,06 ≈ 49,9 моль.
По коэффицентам реакции 1:1 SO2 образуется из S, следовательно теоретическое количество молей SO2: n(SO2, тео) ≈ 49,9 моль.
Выход продукции 80% от теоретического: n(SO2, фактич) = 0,80 × 49,9 ≈ 39,9 моль.
Молярный объём газов при нормальных условиях (н.у.) В зависимости от трактовки н.у. обычно принимают: T ≈ 20 °C и P ≈ 1 атм, тогда Vm(SO2) ≈ 24,0 л/моль. Поэтому объём SO2: V(SO2, н.у.) = n(SO2, фактич) × Vm ≈ 39,9 × 24,0 ≈ 958 л.
- Ответ При нормальных условиях объём оксида серы(IV), который может быть получен, примерно равен 9,6×10^2 литра (≈ 0,958 м³).
Примечание:
- Если под нормальными условиями иметь в виду-STP (0 °C, 1 атм, Vm = 22,4 л/моль), то V ≈ 39,9 × 22,4 ≈ 895 л (≈ 0,895 м³).
- В качестве проверки можно также рассчитать теоретическую массу SO2: n(SO2, тео) ≈ 49,9 моль, M(SO2) ≈ 64,07 г/моль, mass ≈ 49,9 × 64,07 ≈ 3,20 кг. Тогда фактическая масса при 80% ≈ 2,56 кг, и объём можно перевести аналогично через Vm.
