Номер 27, страница 66 - гдз по химии 9 класс сборник задач и упражнений Габриелян, Тригубчак

Упражнения и задачи для самостоятельного решения. 7. Кислород, сера и их соединения - номер 27, страница 66.

Условие.

27. Какую массу серы можно получить при взаимодействии 33,6 л сероводорода и 56 л сернистого газа (объёмы газов измерены при нормальных условиях)? Какое вещество и в каком количестве останется в избытке?

Решение.

Решение 2.

Дано:

$V(H_2S) = 33,6 \text{ л}$

$V(SO_2) = 56 \text{ л}$

Условия нормальные (н.у.)

Найти:

$m(S) - ?$

Вещество в избытке и его количество $n_{изб} - ?$

Решение:

1. Запишем уравнение реакции взаимодействия сероводорода с сернистым газом:

$2H_2S + SO_2 \rightarrow 3S \downarrow + 2H_2O$

2. Найдем количество вещества (в молях) каждого из реагентов. Поскольку объемы газов даны при нормальных условиях, воспользуемся молярным объемом газов $V_m = 22,4 \text{ л/моль}$.

Количество вещества сероводорода:

$n(H_2S) = \frac{V(H_2S)}{V_m} = \frac{33.6 \text{ л}}{22.4 \text{ л/моль}} = 1.5 \text{ моль}$

Количество вещества сернистого газа:

$n(SO_2) = \frac{V(SO_2)}{V_m} = \frac{56 \text{ л}}{22.4 \text{ л/моль}} = 2.5 \text{ моль}$

3. Определим, какое из веществ находится в недостатке (лимитирующий реагент), а какое — в избытке. Для этого сравним отношения количеств веществ к их стехиометрическим коэффициентам в уравнении реакции.

Для $H_2S$: $\frac{n(H_2S)}{2} = \frac{1.5}{2} = 0.75$

Для $SO_2$: $\frac{n(SO_2)}{1} = \frac{2.5}{1} = 2.5$

Так как $0.75 < 2.5$, сероводород ($H_2S$) находится в недостатке и прореагирует полностью. Дальнейшие расчеты будем вести по нему.

4. Рассчитаем количество вещества серы, которое образуется в реакции. Согласно уравнению реакции, из 2 моль $H_2S$ образуется 3 моль $S$. Составим пропорцию:

$\frac{n(H_2S)}{2} = \frac{n(S)}{3}$

$n(S) = \frac{3 \cdot n(H_2S)}{2} = \frac{3 \cdot 1.5 \text{ моль}}{2} = 2.25 \text{ моль}$

5. Найдем массу образовавшейся серы. Молярная масса серы $M(S) = 32 \text{ г/моль}$.

$m(S) = n(S) \cdot M(S) = 2.25 \text{ моль} \cdot 32 \text{ г/моль} = 72 \text{ г}$

6. Определим, какое вещество и в каком количестве останется в избытке. В избытке находится сернистый газ ($SO_2$).

Найдем, какое количество $SO_2$ прореагировало. Согласно уравнению, на 2 моль $H_2S$ расходуется 1 моль $SO_2$.

$\frac{n(H_2S)}{2} = \frac{n_{реаг}(SO_2)}{1}$

$n_{реаг}(SO_2) = \frac{n(H_2S)}{2} = \frac{1.5 \text{ моль}}{2} = 0.75 \text{ моль}$

Теперь найдем количество вещества $SO_2$, оставшегося в избытке:

$n_{изб}(SO_2) = n_{исх}(SO_2) - n_{реаг}(SO_2) = 2.5 \text{ моль} - 0.75 \text{ моль} = 1.75 \text{ моль}$

Ответ: можно получить 72 г серы; в избытке останется сернистый газ ($SO_2$) в количестве 1,75 моль.