а) при сгорании 3 г серы S + O2 = SO2;
Дано: m(S)=3 г
Найти: V(SО2)-?
Решение
1-й способ
1. Количество вещества серы массой 3 г рассчитываем по формуле: n=m/M, где M ― молярная масса.
Mr(S)=Ar(S)=32, поэтому M(S)=32 г/моль
n(S)=m(S)/M(S)=3 г : 32 г/моль=0,09375 моль
2. Составим химическое уравнение:
S + O2 = SO2
По уравнению реакции n(S):n(SO2)=1:1, количество вещества одинаковое, поэтому
n(SO2)=n(S)=0,09375 моль
3.Объём сернистого газа количеством вещества 0,09375 моль рассчитываем по формуле: V=n•VM, где VM ― молярный объём.
V(SO2)=n(SO2)•VM=0,09375 моль • 22,4 л/моль=2,1 л
2-й способ
1. Составим химическое уравнение:
3 г х л
S + O2 = SO2
32 г 22,4 л
Над формулами соединений S и SO2 записываем приведенную в условии задачи массу серы (3 г) и неизвестный объем сернистого газа (х л), а под формулами соединений ― массу и объем соответствующего количества вещества согласно коэффициентам в химическом уравнении. При н.у. 1 моль любого газа занимает объём 22,4 л.
Mr(C)=Ar(C)=12, поэтому M(C)=12 г/моль, масса 1 моль=12 г
2. Объём сернистого газа рассчитываем с помощью пропорции:
3 г / 32 г = х л / 22,4 л, отсюда
х=V(SО2)=3 г • 22,4 л : 32 г=2,1 л
Ответ: 2,1 л сернистого газа
б) при затрате на сгорание серы 44,8 л кислорода; 2,24 л кислорода; 11,2 л кислорода.
Дано: V1(О2)=44,8 л, V2(О2)=44,8 л, V3(О2)=44,8 л
Найти: V1(SО2)-?, V2(SО2)-?, V3(SО2)-?
Решение
1-й способ
1. Количество вещества кислорода заданного объёма вычисляем по формуле: n=V/VM, где VM ― молярный объём.
n1(О2)=V(О2)/VM=44,8 л : 22,4 л/моль=2 моль
n1(О2)=V(О2)/VM=2,24 л : 22,4 л/моль=0,1 моль
n1(О2)=V(О2)/VM=11,2 л : 22,4 л/моль=0,5 моль
2. Составим химическое уравнение:
S + O2 = SO2
По уравнению реакции n(O2):n(SO2)=1:1, то есть с 1 моль кислорода образуется 1 моль сернистого газа, количество вещества одинаковое, поэтому
n1(SO2)=n(O2)=2 моль
n2(SO2)=n(O2)=0,1 моль
n3(SO2)=n(O2)=0,5 моль
3.Объём сернистого газа заданного количества вещества рассчитываем по формуле: V=n•VM, где VM ― молярный объём.
V1(SO2)=n1(SO2)•VM=2 моль • 22,4 л/моль=44,8 л
V2(SO2)=n2(SO2)•VM=0,1 моль • 22,4 л/моль=2,24 л
V3(SO2)=n3(SO2)•VM=0,5 моль • 22,4 л/моль=11,2 л
2-й способ
1. Составим химическое уравнение:
44,8 л
2,24 л
11,2 л х л
S + O2 = SO2
22,4 л 22,4 л
Над формулами соединений O2 и SO2 записываем приведенный в условии задачи объем кислорода (44,8 л, 2,24 л, 11,2 л) и неизвестный объём сернистого газа (х л), а под формулами соединений ― объём соответствующего количества вещества согласно коэффициентам в химическом уравнении. Прореагировало 1 моль кислорода О2 с образованием 1 моль сернистого газа SО2, а 1 моль любого газа при н.у. занимает объём 22,4 л.
2. Объём сернистого газа объёмом 44,8 л рассчитываем с помощью пропорции:
44,8 / 22,4 л = х л / 22,4 л, отсюда
х=V1(SО2)=44,8 л • 22,4 л : 22,4 л =44,8 л
Объём сернистого газа объёмом 2,24 л рассчитываем с помощью пропорции:
2,24 / 22,4 л = х л / 22,4 л, отсюда
х=V2(SО2)=2,24 л • 22,4 л : 22,4 л =2,24 л
Объём сернистого газа объёмом 11,2 л рассчитываем с помощью пропорции:
11,2 / 22,4 л = х л / 22,4 л, отсюда
х=V3(SО2)=11,2 л • 22,4 л : 22,4 л =11,2 л
Ответ: 44,8 л; 2,24 л; 11,2 л