Question

1) Рассчитайте давление в сосуде: объемом 20 л, содержащем 16 г диоксида серы и 7 г азота при 15ºС 2) Вычислите эквивалентную массу: серы в оксидах SO2 и SO3 3) Расставьте стехиометрические коэффициенты в реакциях и рассчитайте, какую массу второго реагента необходимо взять на 1 г первого, чтобы реакция прошла до конца: Al2O3 + HNO3 → Al(NO3)3 + H2O 4) Определите, какие продукты и в каком количестве (по массе) получатся при взаимодействии (обратите внимание на избыток одного из реагентов): 0,5 г лития и 20 мл воды

Answer 1

Ответ:

Объяснение:

1) Рассчитайте давление в сосуде: объемом 20 л, содержащем 16 г диоксида серы и 7 г азота при 15ºС

По закону Дальтона: Давление смеси газов равно сумме парциальных давлений каждого газа, входящего в смесь:

P(SO2 + N2) = P(SO2) + P(N2)

Парциальное давление газа - давление, которое будет в сосуде, если весь сосуд занят этим газом.

Т. е. если объем сосуда со смесью равен V, то:

P(SO2)*V = M1RT/m1 = 16R(273+15)/m1 = 4608R/m1

P(N2) = M1RT/m1 = 7R(273+15)/m2 = 2016R/m2

где m1 и m2 молярные массы соответственно оксида серы и азота.

Молярная масса SO2 = 64 г/моль; молярная масса азота N2 = 28 г/моль R = 8,314 Дж/моль • К

Р(SO2) = 598,6 Па  

Р(N2) = 598,6 Па.  Общее давление 1197,2 Па

2) Вычислите эквивалентную массу: серы в оксидах SO2 и SO3

Примем  массу  оксида  серы (IV) = 100 г.  Тогда   масса  серы  в  оксиде  равно  50  г,  а  масса    кислорода  тоже  50 г

    m(SO2)      M экв S   +  M экв O         100         x + 8

 --------------  =    --------------------------         ----------- =  -----------    x =  8 г/моль

     m O2                M экв O                     50               8

Примем  массу  оксида  серы (VI) = 100 г.  Тогда   масса  серы  в  оксиде  равно  40  г,  а  масса    кислорода  тоже  60 г

    m(SO3)      M экв S   +  M экв O         100         x + 8

 --------------  =    --------------------------         ----------- =  -----------    x =  5,33 г/моль

     m O2                M экв O                     60               8

3) Расставьте стехиометрические коэффициенты в реакциях и рассчитайте, какую массу второго реагента необходимо взять на 1 г первого, чтобы реакция прошла до конца:

      Al2O3 + 6HNO3 → 2Al(NO3)3 + 3H2O

M(Al2O3) 102 г/моль.   m(Al2O3) =  102 г   m(HNO3) =378 г

На  1 г  первого   реагента    нужно  взять   округленно  3,705 г  второго

4) Определите, какие продукты и в каком количестве (по массе) получатся при взаимодействии (обратите внимание на избыток одного из реагентов): 0,5 г лития и 20 мл воды

         0,72 моль     0,72 моль  0,72  моль   0,36  моль

          2Li      +          2H2O   =     2LiOH        +  H2↑

   0,5 г  лития    соответствуют  0,72 моль;  вода взята  в  избытке

 В  ходе   реакции  образуется   0,72  моль   гидроксида  лития  (17,24 г)    и  0,36   моль    водорода  (0,72  г).    

Объяснение:

 

Answer 2

Давайте разберемся с каждым из ваших вопросов по порядку:

1. Рассчитаем давление в сосуде с помощью уравнения состояния идеального газа:

Для этого используем уравнение состояния идеального газа:

PV = nRT

где: P - давление (в Паскалях) V - объем (в м3) n - количество вещества (в молях) R - универсальная газовая постоянная (8.31 Дж/(моль·К)) T - температура (в Кельвинах)

Сначала рассчитаем количество молей для каждого из газов:

Для диоксида серы (SO2): n(SO2) = масса(SO2) / молярная масса(SO2)

Молярная масса SO2 = 32 г/моль (S) + 16 г/моль (O) + 16 г/моль (O) = 64 г/моль

n(SO2) = 16 г / 64 г/моль = 0.25 моль

Для азота (N2): n(N2) = масса(N2) / молярная масса(N2)

Молярная масса N2 = 14 г/моль (N) + 14 г/моль (N) = 28 г/моль

n(N2) = 7 г / 28 г/моль = 0.25 моль

Теперь можем рассчитать общее количество молей в сосуде: n(общ) = n(SO2) + n(N2) = 0.25 моль + 0.25 моль = 0.5 моль

Температура дана в градусах Цельсия (15°C). Для перевода в Кельвины добавим 273.15:

T = 15°C + 273.15 = 288.15 К

Теперь можем рассчитать давление:

P = (n * R * T) / V P = (0.5 моль * 8.31 Дж/(моль·К) * 288.15 К) / 20 л = 61.95 кПа

Давление в сосуде составляет примерно 61.95 кПа.

2. Вычислим эквивалентную массу серы в оксидах SO2 и SO3:

Эквивалентная масса (EM) вычисляется как масса вещества, соответствующая одному молю заряда или одному молю водорода в реакциях окисления-восстановления. Для серы (S) в оксиде SO2 массовое соотношение S:O равно 1:2, а в оксиде SO3 - 1:3.

EM(S в SO2) = молярная масса(SO2) / 2 = 64 г/моль / 2 = 32 г/моль EM(S в SO3) = молярная масса(SO3) / 3 = 80 г/моль / 3 = 26.67 г/моль

3. Расставим стехиометрические коэффициенты в реакции Al2O3 + HNO3 → Al(NO3)3 + H2O и рассчитаем, какую массу HNO3 нужно взять на 1 г Al2O3 для полного превращения.

Сначала сбалансируем уравнение реакции:

Al2O3 + 6 HNO3 → 2 Al(NO3)3 + 3 H2O

Теперь рассчитаем, какую массу HNO3 (молярная масса HNO3 = 63 г/моль) нужно взять для 1 г Al2O3 (молярная масса Al2O3 = 102 г/моль):

Массовое соотношение Al2O3 к HNO3 из уравнения равно 1 к 6, так что для 1 г Al2O3 нужно:

Масса HNO3 = (1 г Al2O3) * (6 моль HNO3 / 1 моль Al2O3) * (63 г/моль HNO3) = 378 г HNO3

4. Определим, какие продукты и в каком количестве получатся при взаимодействии 0,5 г лития и 20 мл воды.

Уравнение реакции между литием (Li) и водой (H2O):

2 Li + 2 H2O → 2 LiOH + H2

Массовое соотношение Li к H2O из уравнения равно 2 к 2, то есть 1 к 1.

Масса лития (Li) составляет 0,5 г. Таким образом, будет также образовано 0,5 г водорода (H2) и 0,5 г гидроксида лития (LiOH).

Обратите внимание, что вода (H2O) избыточна, так как 20 мл воды (которые можно принять за 20 г) больше, чем 0,5 г лития (в данном контексте, 20 мл воды можно считать 20 г воды).