Дано:
- Объем сероводорода (H2S) = 50 л
- Объем оксида серы(IV) (SO2) = 50 л
Найти:
- Массу серы (S), которую можно получить в теоретическом расчете.
Решение:
1. Определим количество вещества сероводорода и оксида серы(IV) при нормальных условиях (н.у.). При н.у. 1 моль газа занимает 22,4 л.
Количество моль H2S:
количество моль H2S = объем H2S / 22,4 л/моль
количество моль H2S = 50 л / 22,4 л/моль = 2,232 моль
Количество моль SO2:
количество моль SO2 = объем SO2 / 22,4 л/моль
количество моль SO2 = 50 л / 22,4 л/моль = 2,232 моль
2. Запишем уравнение реакции:
2 H2S + 3 O2 → 2 SO2 + 2 H2O
Из уравнения видно, что 2 моль H2S реагируют с 3 моль O2 и образуют 2 моль SO2. Однако в данной задаче у нас нет данных о количестве O2, но мы можем использовать только имеющиеся вещества.
3. Из уравнения видно, что для полного реагирования 2 моль H2S необходимы 3 моль SO2. Соответственно, на 1 моль H2S требуется 1,5 моль SO2. Проверим, сколько H2S и SO2 нам нужно для полного реагирования.
Так как у нас 2,232 моль H2S и 2,232 моль SO2, мы можем определить, какой из реагентов является лимитирующим.
Для полного реагирования 2,232 моль H2S потребуется:
2,232 моль H2S * (3 моль SO2 / 2 моль H2S) = 3,348 моль SO2
У нас есть только 2,232 моль SO2, что меньше необходимого количества для полного реагирования, следовательно, SO2 является лимитирующим реагентом.
4. Рассчитаем, сколько серы (S) можно получить при полном реагировании SO2:
Согласно уравнению, 2 моль H2S образуют 2 моль SO2. Соответственно, 2 моль SO2 образуются из 2 моль серы.
Количество серы будет таким же, как и количество SO2, поскольку для каждого SO2 требуется по 1 моль серы.
Молекулярная масса серы (S) = 32 г/моль
Масса серы, образующейся при полном реагировании 2,232 моль SO2:
масса S = количество моль S * молекулярная масса S
масса S = 2,232 моль * 32 г/моль = 71,424 г
Ответ:
Масса серы, которую можно получить теоретически, составляет 71,424 г.