Question

При взаимодействии углерода с концентрированной серной кислотой выделилось 3,36 смесь двух газов (н.у). Рассчитайте массу каждого газа.

Answer 1

Ответ: При взаимодействии углерода с концентрированной серной ки-слотой выделилось 3,36 л смеси двух газов (н. у.) . Рассчитайте массу каж- ого газа. С+ 2H2SO4= CO2 +2SO2 +2H2O n(смеси) = 3.36/22.4= 0.15 моль Исходя из уравнения реакции в смеси было 2.24 л SO2 или 0.1 моль и 1.12 л СО2 или 0.05 моль m(SO2)= n x M= 0.1 x 64= 6.4 г. m(CO2)= nx M = 0.05 x 44=2.2 г

Answer 2

Для решения этой задачи, мы можем использовать закон Дальтона, который гласит, что при смешивании газов без химической реакции общий давление смеси равно сумме давлений каждого газа по отдельности.

Так как при взаимодействии углерода с концентрированной серной кислотой образуются два газа, давления которых можно обозначить как P1 и P2, и общее давление равно атмосферному давлению (н.у), то:

P1 + P2 = 1 атм

Также известно, что объем смеси газов составляет 3,36 л, а это равно объему газа P1 плюс объему газа P2:

V1 + V2 = 3,36 л

Согласно закону Гей-Люссака (законам атомных объемов), объемы газов пропорциональны их стехиометрическим коэффициентам. В данном случае, так как у нас два газа, их объемы могут быть обозначены как V1 и V2.

Пусть V1 - объем газа, образующегося при реакции углерода с концентрированной серной кислотой, и V2 - объем газа, выделяющегося в результате реакции. Так как реакция идет 1:1, то V1 = V2.

Таким образом, у нас есть два уравнения:

P1 + P2 = 1 атм V1 + V2 = 3,36 л

Учитывая, что V1 = V2, мы можем решить это уравнение системы методом подстановки.

Давайте перейдем к расчетам:

P1 + P2 = 1 атм V1 + V2 = 3,36 л

Так как V1 = V2, подставим V1 во второе уравнение:

V1 + V1 = 3,36 л 2 * V1 = 3,36 л V1 = 3,36 л / 2 = 1,68 л V2 = V1 = 1,68 л

Теперь у нас есть объемы газов, которые образуются при реакции. Для расчета масс газов, мы можем использовать закон идеальных газов:

PV = nRT

где P - давление, V - объем, n - количество вещества (в молях), R - универсальная газовая постоянная, T - температура (в Кельвинах).

У нас есть данные при н.у. (нормальных условиях - 0°C или 273,15 К, 1 атм):

P = 1 атм V = 1,68 л (это объем одного из газов, но так как они равны, можно использовать любой объем) R = 0,0821 л * атм / (моль * К) T = 273,15 К

Давайте рассчитаем количество вещества (моли) для каждого газа, используя уравнение состояния идеального газа:

n = PV / RT

Для первого газа (V1 = 1,68 л):

n1 = (1 атм * 1,68 л) / (0,0821 л * атм / (моль * К) * 273,15 К) ≈ 0,0827 моль

Для второго газа (V2 = 1,68 л):

n2 = (1 атм * 1,68 л) / (0,0821 л * атм / (моль * К) * 273,15 К) ≈ 0,0827 моль

Теперь у нас есть количество вещества для каждого газа. Давайте перейдем к расчету их масс:

Для этого нам понадобятся молярные массы газов. Обозначим молярную массу первого газа как M1 и второго газа как M2. Для углерода молярная масса примерно равна 12 г/моль (близка к атомной массе углерода), а для серы - около 32 г/моль.

M1 (углерод) ≈ 12 г/моль M2 (сера) ≈ 32 г/моль

Теперь мы можем рассчитать массу каждого газа, используя количество вещества и их молярные массы:

m1 = n1 * M1 ≈ 0,0827 моль * 12 г/моль ≈ 0,9924 г m2 = n2 * M2 ≈ 0,0827 моль * 32 г/моль ≈ 2,6474 г

Итак, масса первого газа (углерода) составляет приблизительно 0,9924 г, а масса второго газа (серы) составляет приблизительно 2,6474 г.