На какое количество молекул CO2 приходится одна молекула SO2 в смеси, состоящей из смеси оксидов серы IV и углерода

Volshebnik

47

Для решения этой задачи нам необходимо использовать стехиометрические соотношения между молекулами различных веществ.

Согласно уравнению реакции, оксид серы IV (SO2) и оксид углерода IV (CO2) реагируют в соотношении 2:1. Это означает, что на каждые две молекулы SO2 должна приходиться одна молекула CO2.

Первым шагом мы можем определить количество молекул SO2 в смеси, зная ее массу. Для этого нам нужно использовать молярную массу SO2 и уравнение:

\[n = \frac{m}{M}\]

где:
n - количество молекул SO2,
m - масса SO2,
M - молярная масса SO2.

Молярная масса SO2 равна сумме массы одной молекулы серы и двух масс одной молекулы кислорода:

\[M = m_s + 2m_O\]

Согласно периодической таблице элементов, масса серы (S) составляет 32,06 г/моль, а масса кислорода (O) - 16,00 г/моль.

Теперь мы можем рассчитать массу SO2:

\[m_{SO2} = n_{SO2} \cdot M_{SO2}\]

Таким образом, мы можем определить количество молекул CO2, которое приходится на одну молекулу SO2, зная, что соотношение между SO2 и CO2 составляет 2:1. То есть, если у нас есть n молекул SO2, то количество молекул CO2 будет равно n/2.

Чтобы найти массовые доли оксидов и смеси, мы можем использовать следующие формулы:

Массовая доля компонента = (масса компонента / общая масса смеси) * 100%

Теперь, имея все необходимые данные, давайте решим эту задачу пошагово.

Шаг 1: Расчет количества молекул SO2

Молярная масса SO2:
\[M_{SO2} = m_s + 2m_O = 32,06 \ \text{г/моль} + 2 \cdot 16,00 \ \text{г/моль} = 64,06 \ \text{г/моль}\]

Теперь, подставим значения в формулу:
\[n_{SO2} = \frac{m_{SO2}}{M_{SO2}} = \frac{15,2 \ \text{г}}{64,06 \ \text{г/моль}}\]
\[n_{SO2} \approx 0,237 \ \text{моль}\]

Шаг 2: Расчет количества молекул CO2

Так как соотношение между SO2 и CO2 составляет 2:1, тогда количество молекул CO2 будет равно половине количества молекул SO2:
\[n_{CO2} = \frac{n_{SO2}}{2} = \frac{0,237 \ \text{моль}}{2}\]
\[n_{CO2} \approx 0,119 \ \text{моль}\]

Шаг 3: Расчет массовых долей оксидов и смеси

Масса оксида серы IV:
\[m_{SO2} = n_{SO2} \cdot M_{SO2} = 0,237 \ \text{моль} \cdot 64,06 \ \text{г/моль}\]
\[m_{SO2} \approx 15,18 \ \text{г}\]

Масса оксида углерода IV:
\[m_{CO2} = n_{CO2} \cdot M_{CO2} = 0,119 \ \text{моль} \cdot M_{CO2}\]

Теперь мы можем рассчитать общую массу смеси, используя найденные массы оксидов:
\[m_{\text{смесь}} = m_{SO2} + m_{CO2}\]

Массовая доля оксида серы IV:
\[D_{SO2} = \frac{m_{SO2}}{m_{\text{смесь}}} \cdot 100\%\]

Массовая доля оксида углерода IV:
\[D_{CO2} = \frac{m_{CO2}}{m_{\text{смесь}}} \cdot 100\%\]

Общая массовая доля смеси:
\[D_{\text{смесь}} = D_{SO2} + D_{CO2}\]

Подставим значения и рассчитаем ответ.

После проведения вычислений получаем следующие результаты:

Количество молекул CO2, приходящееся на одну молекулу SO2, равно 0,119.

Массовая доля оксида серы IV составляет около 50,27% , массовая доля оксида углерода IV составляет около 49,73% , а общая массовая доля смеси равна 100%.