Решение задачи №4: Горение сероводорода

Решение задачи №4. Дано: \(V(H_{2}S) = 20\) \(м^{3}\) \( \phi(O_{2}) = 21\% = 0,21 \) (объемная доля кислорода в воздухе) \( M_{возд} \approx 29 \) г/моль \( V_{m} = 22,4 \) л/моль (или \( 22,4 \) \(м^{3}\)/кмоль) Найти: \(V(возд) - ?\) \(m(возд) - ?\) Решение: 1. Составим уравнение реакции горения сероводорода: \[ 2H_{2}S + 3O_{2} \rightarrow 2H_{2}O + 2SO_{2} \] 2. По уравнению реакции видно, что объемы газов соотносятся как их коэффициенты (закон объемных отношений Гей-Люссака). На 2 объема \(H_{2}S\) требуется 3 объема \(O_{2}\). Вычислим объем необходимого кислорода: \[ V(O_{2}) = \frac{3}{2} \cdot V(H_{2}S) = 1,5 \cdot 20 = 30 \text{ м}^{3} \] 3. Зная, что кислорода в воздухе содержится примерно 21%, найдем объем воздуха: \[ V(возд) = \frac{V(O_{2})}{\phi(O_{2})} = \frac{30}{0,21} \approx 142,86 \text{ м}^{3} \] 4. Для нахождения массы воздуха сначала переведем объем в литры (так как плотность или молярная масса обычно привязаны к литрам/молям): \( 142,86 \text{ м}^{3} = 142860 \text{ л} \) Найдем количество вещества воздуха: \[ n(возд) = \frac{V(возд)}{V_{m}} = \frac{142860}{22,4} \approx 6377,68 \text{ моль} \] 5. Вычислим массу воздуха: \[ m(возд) = n(возд) \cdot M_{возд} = 6377,68 \cdot 29 \approx 184952,7 \text{ г} \approx 185 \text{ кг} \] Ответ: \(V(возд) \approx 142,86\) \(м^{3}\); \(m(возд) \approx 185\) кг.