Дано:
- Смесь оксида серы (IV) (SO2) и кислорода (O2) в равных объемах.
- 90% оксида серы (SO2) превращается в оксид серы (VI) (SO3).
Найти:
- Объемный состав смеси на выходе из контактного аппарата.
Решение:
1. Обозначим начальные объемы компонентов:
Пусть V(SO2) = V(O2) = V (одинаковые объемы).
2. В реакции преобразования SO2 в SO3, уравнение выглядит следующим образом:
2 SO2 + O2 → 2 SO3
3. Из условия задачи известно, что 90% от начального объема SO2 превращается в SO3. Следовательно:
Объем SO2, который реагирует:
V(SO2, реагирующий) = 0.9 * V = 0.9V.
4. Определим, сколько SO3 образуется:
По уравнению реакции 2 моль SO2 дают 2 моля SO3.
Значит, объем SO3, который образуется:
V(SO3) = V(SO2, реагирующий) = 0.9V.
5. Теперь определим, сколько O2 требуется для реакции:
По уравнению реакции 2 моль SO2 требуют 1 моль O2.
Для 0.9V SO2 потребуется:
V(O2, реагирующий) = (0.9V / 2) = 0.45V.
6. Теперь найдем объем оставшегося кислорода после реакции:
Начальный объем O2 = V;
Оставшийся объем O2 = V - V(O2, реагирующий) = V - 0.45V = 0.55V.
7. Теперь рассчитаем общий объем смеси на выходе из контактного аппарата:
Общий объем на выходе:
V(выход) = V(SO3) + Оставшийся объем O2 = 0.9V + 0.55V = 1.45V.
8. Объемный состав на выходе:
- Объем SO3 = 0.9V / 1.45V = 0.620 (62%)
- Объем O2 (остаток) = 0.55V / 1.45V = 0.379 (37%)
Ответ:
Объемный состав смеси на выходе из контактного аппарата составляет 62% оксида серы (VI) и 37% кислорода.