Номер 8, страница 130 - гдз по химии 9 класс учебник Шиманович, Василевская

8. Вычислите массу серы, сгоревшей в кислороде, если в результате реакции был получен оксид серы(IV) объемом 89,6 $м^3$ (н. у.) с практическим выходом, равным 80 %.

Дано:

$V_{практ}(SO_2) = 89,6 \text{ м}^3$

$\eta = 80\% = 0,8$

Справочные данные:

Молярный объем газа при н.у.: $V_m = 22,4 \text{ л/моль} = 22,4 \cdot 10^{-3} \text{ м}^3/\text{моль}$

Молярная масса серы: $M(S) = 32 \text{ г/моль}$

Найти:

$m(S) - ?$

Решение:

1. Составим уравнение реакции горения серы в кислороде с образованием оксида серы(IV):

$S + O_2 \rightarrow SO_2$

2. Объем продукта дан с учетом практического выхода. Для стехиометрических расчетов необходимо найти теоретический объем оксида серы(IV), который образовался бы при 100%-ном выходе реакции. Формула для практического выхода по объему:

$\eta = \frac{V_{практ}(SO_2)}{V_{теор}(SO_2)}$

Выразим из формулы теоретический объем:

$V_{теор}(SO_2) = \frac{V_{практ}(SO_2)}{\eta} = \frac{89,6 \text{ м}^3}{0,8} = 112 \text{ м}^3$

3. Рассчитаем теоретическое количество вещества (число молей) оксида серы(IV), используя молярный объем газов при нормальных условиях ($V_m$):

$n_{теор}(SO_2) = \frac{V_{теор}(SO_2)}{V_m} = \frac{112 \text{ м}^3}{22,4 \cdot 10^{-3} \text{ м}^3/\text{моль}} = 5000 \text{ моль}$

4. Согласно уравнению реакции, на 1 моль образовавшегося оксида серы(IV) расходуется 1 моль серы. Следовательно, их количества вещества равны:

$n(S) = n_{теор}(SO_2) = 5000 \text{ моль}$

5. Найдем массу серы, которая вступила в реакцию, зная ее количество вещества и молярную массу ($M(S)$):

$m(S) = n(S) \cdot M(S) = 5000 \text{ моль} \cdot 32 \text{ г/моль} = 160000 \text{ г}$

6. Переведем массу из граммов в килограммы для удобства:

$160000 \text{ г} = 160 \text{ кг}$

Ответ: масса сгоревшей серы составляет 160 кг.