Газовую смесь объемом 29 л (н.у.), содержащую 30% сероводорода, 20% метана и 50% аргона по объему, сожгли в избытке кислорода. Определите массы всех, полученных в ходе проведенных реакций веществ.

Дано:

V(смесь) = 29 л

Состав смеси: H2S - 30%, CH4 - 20%, Ar - 50%

Решение:

1. Найдем количество вещества каждого компонента смеси:

n(H2S) = V(H2S) * p(H2S) / (R * T) = 0.3 * 29 * 101325 / (8.31 * 273) = 0.035 моль

n(CH4) = V(CH4) * p(CH4) / (R * T) = 0.2 * 29 * 101325 / (8.31 * 273) = 0.023 моль

n(Ar) = V(Ar) * p(Ar) / (R * T) = 0.5 * 29 * 101325 / (8.31 * 273) = 0.058 моль

2. Найдем количество кислорода, необходимого для полного сгорания каждого компонента смеси:

2H2S + 3O2 → 2SO2 + 2H2O

n(O2, H2S) = n(H2S) * 3 = 0.105 моль

CH4 + 2O2 → CO2 + 2H2O

n(O2, CH4) = n(CH4) * 2 = 0.046 моль

2Ar + 3O2 → 2ArO3

n(O2, Ar) = n(Ar) * 3 = 0.174 моль

3. Найдем количество кислорода, необходимого для полного сгорания всей смеси:

n(O2) = n(O2, H2S) + n(O2, CH4) + n(O2, Ar) = 0.325 моль

4. Найдем количество избыточного кислорода:

n(O2, изб) = 1.5 * n(O2) = 0.487 моль

5. Найдем количество продуктов реакции:

SO2: n(SO2) = n(H2S) = 0.035 моль

CO2: n(CO2) = n(CH4) = 0.023 моль

ArO3: n(ArO3) = n(Ar) = 0.058 моль

H2O: n(H2O) = 2 * n(H2S) + 2 * n(CH4) = 0.116 моль

O2: n(O2, изб) = 0.487 моль

6. Найдем массы продуктов реакции:

m(SO2) = n(SO2) * M(SO2) = 0.035 * 64 = 2.24 г

m(CO2) = n(CO2) * M(CO2) = 0.023 * 44 = 1.01 г

m(ArO3) = n(ArO3) * M(ArO3) = 0.058 * 96 = 5.57 г

m(H2O) = n(H2O) * M(H2O) = 0.116 * 18 = 2.09 г

m(O2, изб) = n(O2, изб) * M(O2) = 0.487 * 32 = 15.58 г

Ответ:

Массы продуктов реакции:

SO2 - 2.24 г

CO2 - 1.01 г

ArO3 - 5.57 г

H2O - 2.09 г

O2 - 15.58 г