Вопрос школьника
Калий оксид массой 30,6 г полностью сочетался с серы (VI) оксидом. Какой объем газа (н.у.) потратился?
Ответ от учителя
Для решения задачи необходимо использовать уравнение реакции между калий оксидом и серым (VI) оксидом:
K2O + SO3 → K2SO4
Из уравнения видно, что на каждые 2 моль калий оксида требуется 1 моль серного (VI) оксида. Таким образом, для расчета количества серного (VI) оксида, необходимого для реакции с 30,6 г калий оксида, необходимо сначала определить количество молей калий оксида:
m(K2O) = 30,6 г
M(K2O) = 94,2 г/моль
n(K2O) = m(K2O) / M(K2O) = 0,325 моль
Так как на каждые 2 моль калий оксида требуется 1 моль серного (VI) оксида, то количество молей серного (VI) оксида, необходимое для реакции с калий оксидом, равно половине количества молей калий оксида:
n(SO3) = n(K2O) / 2 = 0,1625 моль
Для расчета объема газа, потраченного на реакцию, необходимо использовать уравнение состояния идеального газа:
PV = nRT
где P — давление газа, V — его объем, n — количество молей газа, R — универсальная газовая постоянная, T — температура газа.
При нормальных условиях (н.у.) давление газа равно 1 атмосфере, а температура равна 273 К. Таким образом, для расчета объема газа необходимо знать количество молей газа и значение универсальной газовой постоянной:
R = 0,0821 л·атм/(моль·К)
Теперь можно рассчитать объем газа:
n = n(SO3) = 0,1625 моль
R = 0,0821 л·атм/(моль·К)
T = 273 К
P = 1 атм
V = nRT/P = 0,1625 моль × 0,0821 л·атм/(моль·К) × 273 К / 1 атм = 3,96 л
Таким образом, для полного соединения 30,6 г калий оксида с серым (VI) оксидом потребовалось 3,96 л газа при нормальных условиях.
