Какова массовая доля монооксида в исходной газовой смеси, состоящей из газовой смеси оксидов азота (II) и серы (IV

Тема урока: Расчет массовой доли монооксида в исходной газовой смеси

Пояснение: Чтобы решить эту задачу, нам необходимо выполнить следующие шаги:

1. Определите молекулярные массы оксида азота (II) (NO) и оксида серы (IV) (SO2) с использованием периодической таблицы элементов. Молекулярная масса NO равна приблизительно 30 г/моль, а молекулярная масса SO2 равна приблизительно 64 г/моль.

2. Рассчитайте массу газовой смеси в 1 литре при н.у. Используя плотность, которая равна 2,25 г/л, мы можем умножить плотность на объем (1 л) и получить массу газовой смеси, которая составляет 2,25 г.

3. Определите количество вещества каждого оксида, используя полученные молекулярные массы и универсальную газовую постоянную (R = 8,314 моль/К*моль) и уравнение состояния идеального газа (PV = nRT). Подставьте полученные значения объема (1 л), температуры (н.у.), и давления (стандартное давление).

4. Найдите массу монооксида, используя массовые соотношения оксида азота (II) и серы (IV). Используя химические уравнения, определите, что молекулярное соотношение между ними составляет 2 к 1 (2NO к SO2). Найдите массу NO в газовой смеси, используя массу SO2 и соотношение 2 к 1.

5. Рассчитайте массовую долю монооксида (NO), разделив массу NO на общую массу газовой смеси и умножив на 100%, чтобы получить процентное значение.

Например:
Решим задачу, используя данные из условия:
Молекулярная масса NO = 30 г/моль, молекулярная масса SO2 = 64 г/моль, плотность газовой смеси = 2,25 г/л.

1. Рассчитаем массу газовой смеси в 1 л:
Масса = Плотность x Объем = 2,25 г/л x 1 л = 2,25 г.

2. Рассчитаем количество вещества с использованием уравнения состояния идеального газа:
n = PV / RT
n(NO) = (1 атм х 1 л) / (0,0821 атм x л / (моль x К) x 273 K) = 0,041 моль
n(SO2) = (1 атм х 1 л) / (0,0821 атм x л / (моль x К) x 273 K) = 0,020 моль

3. Рассчитаем массу монооксида:
Масса NO = n(NO) x Молекулярная масса NO = 0,041 моль x 30 г/моль = 1,23 г

4. Рассчитаем массовую долю монооксида:
Массовая доля NO = (Масса NO / Масса газовой смеси) x 100% = (1,23 г / 2,25 г) x 100% ≈ 54,67%

Совет: Чтобы лучше понять эту задачу, важно освоить материал о расчете массовых долей в химии и о применении уравнения состояния идеального газа. Также помните, что плотность газовой смеси имеет значение только при нормальных условиях (н.у.), поэтому необходимо применить соответствующие константы.

Упражнение: Если плотность исходной газовой смеси составляет 1,5 г/л и массовая доля монооксида равна 40%, какую массовую долю составляет остальная часть газовой смеси (оксид серы)?