Какие будут равновесные концентрации воды (х) и оксида серы 4 (у) в реакторе постоянного объема после прореагирования

Чтобы решить эту задачу, мы должны выписать уравнение реакции и использовать закон равновесия, чтобы определить концентрацию воды (x) и оксида серы 4 (y) в реакторе.

Уравнение реакции, которая происходит между сероводородом (H2S) и кислородом (O2), можно записать следующим образом:

\[2H2S + O2 \rightarrow 2SO2 + 2H2O\]

Это уравнение показывает, что две молекулы сероводорода (H2S) и одна молекула кислорода (O2) реагируют в реакторе и образуют две молекулы оксида серы 4 (SO2) и две молекулы воды (H2O).

Исходные концентрации составляют 2 моль/л сероводорода (H2S) и 3 моль/л воды (H2O). Мы знаем, что 20% сероводорода реагирует. Это означает, что 20% от 2 моль/л сероводорода (H2S) будет использовано в реакции, а оставшаяся часть останется в реакторе.

Давайте рассмотрим концентрацию оксида серы 4 (SO2) в реакторе после прореагирования 20% сероводорода.

Масса сероводорода (H2S), который будет использован, равна 20% от 2 моль/л:

\[0.20 \cdot 2 \ моль/л = 0.4 \ моль/л\]

Так как в уравнении реакции на одну молекулу сероводорода (H2S) идет одна молекула оксида серы 4 (SO2), то концентрация оксида серы 4 (SO2) после прореагирования 20% сероводорода будет такой же, как и прореагировавший сероводород:

\[y = 0.4 \ моль/л\]

Теперь давайте рассмотрим концентрацию воды (H2O) в реакторе после прореагирования 20% сероводорода.

Масса сероводорода (H2S), который остался в реакторе, равна исходной концентрации минус использованный сероводород:

\[2 \ моль/л - 0.4 \ моль/л = 1.6 \ моль/л\]

Так как в уравнении реакции на две молекулы сероводорода (H2S) идет две молекулы воды (H2O), то концентрация воды (H2O) после прореагирования 20% сероводорода будет равна двукратной концентрации оставшегося сероводорода:

\[x = 2 \cdot 1.6 \ моль/л = 3.2 \ моль/л\]

Таким образом, равновесные концентрации воды (x) и оксида серы 4 (y) в реакторе после прореагирования 20% сероводорода будут составлять 3.2 моль/л и 0.4 моль/л соответственно.