Дано:
n(SO2) / n(O2) = 1
ΔV = 12,7%
Найти:
ω(SO3) - массовая доля SO3 в смеси
η(SO3) - выход SO3
Решение:
Запишем уравнение реакции:
2SO2 + O2 → 2SO3
Из уравнения реакции видно, что 2 моль SO2 реагируют с 1 моль O2, образуя 2 моль SO3.
По условию, исходная смесь содержит равные количества SO2 и O2. Это значит, что в реакции будет использовано все количество O2, а количество SO2 уменьшится в два раза.
Объем смеси уменьшился на 12,7%, а это значит, что количество вещества в смеси уменьшилось на 12,7%. Так как объем пропорционален количеству вещества, то это соответствует уменьшению количества вещества SO2 на 12,7%, а количество вещества SO3 увеличилось на 12,7% от исходного количества SO2.
Пусть в исходной смеси было 1 моль SO2 и 1 моль O2.
После реакции останется 1 - 0,127 = 0,873 моль SO2
Образуется 0,127 моль * 2 = 0,254 моль SO3
Рассчитаем массовую долю SO3:
ω(SO3) = m(SO3) / (m(SO3) + m(SO2))
Заменим массы молями и молярными массами:
ω(SO3) = (n(SO3) * M(SO3)) / (n(SO3) * M(SO3) + n(SO2) * M(SO2)) = (0,254 * 80) / (0,254 * 80 + 0,873 * 64) = 0,22 = 22%
Рассчитаем выход SO3:
η(SO3) = (n(SO3) / n(SO2)(исходное)) * 100% = (0,254 / 1) * 100% = 25,4%
Ответ:
ω(SO3) = 22%
η(SO3) = 25,4%