Question

Вычислите объем воздуха (н.у.), который потребуется для сжигания 20 м3 сероводорода, если при этом образуются вода и оксид серы (IV). Вычислите массу этого воздуха.

Answer 1

дано

V(H2S) = 20 m3

----------------------

V(возд)-?

m(возд)-?

2H2S+3O2-->2H2O+2SO2

n(H2S) = V(H2S) / Vm = 20 / 22.4 = 0.89 kmol

2n(H2S) = 3n(O2)

n(O2) = 3*0.89 / 2 = 1.335 kmol

V(O2) = n*Vm =1.335 * 22.4 = 29.904 m3

V(возд) = 29.904 * 100% / 21% = 142.4 m3

M(возд) = 29 kg/kmol

m(возд) = M(возд) * V(возд) / Vm = 29*142.4 / 22.4 = 184.36 kg

ответ 142.4 м3, 184.36 kg

Answer 2

Для решения этой задачи необходимо сначала составить химическое уравнение реакции сжигания сероводорода:

H2S + 3/2 O2 → H2O + SO2

Из уравнения видно, что для сжигания 1 моль сероводорода необходимо 3/2 моль кислорода. При этом 1 моль газов при н.у. занимает объем 22,4 л.

Таким образом, для сжигания 20 м3 сероводорода понадобится:

20 м3 / 22,4 л/моль = 0,893 моль H2S

Для этого количества сероводорода потребуется:

3/2 * 0,893 моль O2 = 1,34 моль O2

Объем этого количества кислорода при н.у. будет:

1,34 моль * 22,4 л/моль = 30 л

Таким образом, для сжигания 20 м3 сероводорода потребуется 30 л воздуха при н.у.

Чтобы найти массу этого объема воздуха, нужно воспользоваться законом Дальтона, согласно которому объем смеси газов пропорционален их молярным долям, а масса смеси газов пропорциональна их молярным массам:

m = V * ρ = V * (M/ Vm)

где m - масса газа, V - его объем, ρ - плотность газа, M - молярная масса газа, Vm - объемная молярная масса газа.

Плотность воздуха при н.у. равна 1,29 кг/м3. Молярная масса воздуха равна 28,96 г/моль. Объемная молярная масса воздуха равна 22,4 л/моль.

Тогда масса 30 л воздуха при н.у. будет:

m = 30 л * (28,96 г/моль / 22,4 л/моль) = 38,83 г

Таким образом, масса воздуха, необходимого для сжигания 20 м3 сероводорода при н.у., равна приблизительно 38,83 г.