Какова доля объема и массы (%) газовой смеси, состоящей из оксида серы (4) и водорода, по азоту, при плотности равной

Для решения данной задачи, мы должны сначала определить объем и массу каждого компонента газовой смеси, а затем найти их доли в общем объеме и массе.

Пусть \(V_{SO_2}\) и \(V_{H_2}\) обозначают объемы оксида серы (SO2) и водорода (H2) соответственно, а \(m_{SO_2}\) и \(m_{H_2}\) обозначают массы этих газов.

Мы знаем, что плотность газовой смеси составляет 2 г/л.

Запишем формулу плотности и подставим нужные значения:

\[
\text{Плотность} = \frac{{\text{Масса}}}{{\text{Объем}}}
\]

Учитывая, что плотность (Плотн) = 2 г/л, а массу (Масса) мы обозначаем через \(m_{SO_2} + m_{H_2}\) и объем (Объем) через \(V_{SO_2} + V_{H_2}\), получаем:

\[
2 = \frac{{m_{SO_2} + m_{H_2}}}{{V_{SO_2} + V_{H_2}}}
\]

Теперь перейдем к составлению уравнения, основанного на стехиометрии реакции между SO2 и H2.

Уравнение реакции между SO2 и H2 выглядит следующим образом:

\[
SO_2 + H_2 \rightarrow H_2S + H_2O
\]

Из уравнения мы видим, что при реакции SO2 и H2 образуется H2S и H2O. По условию, мы знаем, что процент объема SO2 в газовой смеси равен \%N2. Более того, объемы газов соответствуют их коэффициентам уравнения реакции.

Таким образом, мы можем записать:

\[
\frac{{V_{SO_2}}}{{V_{SO_2} + V_{H_2}}} = \frac{{\text{\%}N2}}{{100}}
\]

Теперь найдем массу H2S, которая образуется в результате реакции. Из уравнения реакции видно, что мольное соотношение между SO2 и H2S равно 1:1. Это означает, что масса H2S равна массе SO2. Мы также знаем, что масса SO2 составляет \(m_{SO_2}\), поэтому масса H2S также составляет \(m_{SO_2}\).

Теперь мы можем записать уравнение для массы газовой смеси:

\[
m_{SO_2} + m_{H_2} = m_{H_2S}
\]

Также, согласно закону сохранения массы, величина массы газовой смеси равна общей массе оксида серы и водорода:

\[
m_{H_2S} = m_{SO_2} + m_{H_2}
\]

Теперь у нас есть система уравнений:

\[
\begin{align*}
2 &= \frac{{m_{SO_2} + m_{H_2}}}{{V_{SO_2} + V_{H_2}}} \\
\frac{{V_{SO_2}}}{{V_{SO_2} + V_{H_2}}} &= \frac{{\text{\%}N2}}{{100}} \\
m_{SO_2} + m_{H_2} &= m_{H_2S} \\
m_{H_2S} &= m_{SO_2} + m_{H_2}
\end{align*}
\]

Так как у нас есть 4 неизвестных ( \(V_{SO_2}\), \(V_{H_2}\), \(m_{SO_2}\), \(m_{H_2}\) ) и 4 уравнения, мы можем решить эту систему уравнений.

Давайте продолжим, упростим уравнения и найдем значения \(V_{SO_2}\), \(V_{H_2}\), \(m_{SO_2}\), и \(m_{H_2}\) в процентах от общего объема и массы газовой смеси.

(продолжение в следующем ответе)