Какова масса угля, который прореагировал с концентрированной серной кислотой, если из этой реакции было выделено 5,04

Чтобы решить эту задачу, давайте сначала разберемся с химической реакцией между углем и концентрированной серной кислотой. Уголь (C) реагирует с серной кислотой (H2SO4) и образует углекислый газ (CO2), воду (H2O) и сернистый анион (SO32-).

Уравнение реакции можно записать следующим образом:
C + H2SO4 -> CO2 + H2O + SO2

Теперь, чтобы найти массу угля, который прореагировал с серной кислотой, нам необходимо использовать объем углекислого газа, выделенного из реакции. Давайте сосредоточимся на этом.

Мы знаем, что объем углекислого газа составляет 5,04 литра. Для того чтобы найти массу угля, нам нужно установить связь между объемом газа и его массой.

Воспользуемся законом Авогадро, который гласит, что равные объемы газов при одинаковых условиях температуры и давления содержат одинаковое количество молекул. Это означает, что объемы газов пропорциональны количеству молекул.

Теперь мы можем использовать этот закон, чтобы найти количество молекул углекислого газа, а затем преобразовать его в массу угля.

1. Найдем количество молекул углекислого газа:
Мы знаем, что один моль газа содержит \(6.022 \times 10^{23}\) молекул (это называется постоянной Авогадро).
Таким образом, чтобы найти количество молекул углекислого газа, мы должны разделить его объем на объем одной молекулы:
\[
\text{Количество молекул углекислого газа} = \frac{{\text{Объем углекислого газа}}}{{\text{Объем одной молекулы}}}
\]

2. После того, как мы найдем количество молекул углекислого газа, мы можем найти количество молей углекислого газа, используя молярный объем (объем одного моля газа), который равен 22,4 литра:
\[
\text{Количество молей углекислого газа} = \frac{{\text{Количество молекул углекислого газа}}}{{\text{Количество молекул в одном моле}}}
\]

3. Затем мы можем использовать стехиометрический коэффициент из уравнения реакции, чтобы установить соответствие между количеством молей углекислого газа и количеством молей угля. В уравнении реакции это соотношение равно 1:1. Это означает, что для каждой молекулы углекислого газа используется одна молекула угля.
Таким образом, количество молей угля будет таким же, как количество молей углекислого газа:
\[
\text{Количество молей угля} = \text{Количество молей углекислого газа}
\]

4. Наконец, чтобы найти массу угля, мы можем использовать молярную массу угля, которая равна 12,01 г/моль:
\[
\text{Масса угля} = \text{Количество молей угля} \times \text{Молярная масса угля}
\]

Итак, теперь, когда у нас есть все необходимые шаги, давайте выполним вычисления.

Первый шаг - найти количество молекул углекислого газа:
Объем одной молекулы взятный в литрах может быть записан как \(\frac{1}{{6.022 \times 10^{23}}}\) литра

\[
\text{Количество молекул углекислого газа} = \frac{{5,04}}{{\frac{1}{{6.022 \times 10^{23}}}}} = 5,04 \times 6.022 \times 10^{23}
\]

Второй шаг - найти количество молей углекислого газа:
\[
\text{Количество молей углекислого газа} = \frac{{5,04 \times 6.022 \times 10^{23}}}{{6.022 \times 10^{23}}} = 5,04
\]

Третий шаг - найти количество молей угля:
\[
\text{Количество молей угля} = 5,04
\]

Четвёртый шаг - найти массу угля:
\[
\text{Масса угля} = 5,04 \times 12,01 = 60,48 \, \text{г}
\]

Таким образом, масса угля, который прореагировал с концентрированной серной кислотой, составляет 60,48 г.

Теперь давайте рассмотрим вторую часть задачи, где мы должны найти объемную долю продукта реакции.

Объемная доля показывает, какая часть исходного объема реагентов составляет объем продукта реакции.

У нас есть объем углекислого газа, который составляет 5,04 литра. Чтобы найти объемную долю, нам нужно разделить объем углекислого газа на объем исходной реакции и умножить на 100%:

\[
\text{Объемная доля продукта реакции (\%)} = \frac{{\text{Объем углекислого газа}}}{{\text{Объем реакции}}} \times 100\%
\]

В данном случае объем реакции — это объем выделенного углекислого газа, то есть 5,04 литра:

\[
\text{Объемная доля продукта реакции (\%)} = \frac{{5,04}}{{5,04}} \times 100\% = 100\%
\]

Таким образом, объемная доля продукта реакции составляет 100%.

Предлагаю узнать, какая масса угля будет прореагировать с атомарным водородом и оксидом кальция.