Водород пропускают под давлением через раскаленный до 500°С кокс 1.Водород пропускают под давлением через раскаленный до 500°С кокс (в присутствии катализатора).
Плотность газовой смеси на выходе из реакционной зоны при температуре 500°С и давлении 500 кПа
составляет 1,00 г/л. Вычислите, с каким выходом (%) проходит синтез метана.
2. Аммиак, содержащий в качестве примеси азот с объемной долей 10,0%, подвергли термическому
разложению, которое прошло на 50,0%. Вычислите среднюю молярную массу образовавшейся смеси газов.
3. К раствору, содержащему сульфид и гидросульфид калия, в котором число атомов калия в 1,20 раза
больше числа атомов серы, а число последних составляет 1,20% от числа Авогадро, по каплям добавили
1,20%-й нейтральный раствор KMnО4 (пл. 1,006 г/мл) до тех пор, пока массовые доли кислой и средней
солей не сравнялись. Вычислите объем добавленного раствора

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

Давление газовой смеси можно выразить как:
P = (m/M)RT/V
где m - масса вещества, M - молярная масса, R - универсальная газовая постоянная, T - температура, V - объем

Поскольку общий объем равен 1 литру и плотность равна 1,00 г/л, то масса общей смеси равна 1,00 г.
Пусть x - масса метана. Тогда масса водорода будет (1,00 - x) г.

Составим уравнение баланса массы для углерода и водорода:
x/16 = (1,00 - x)/2
x = 0,571 г

Теперь можем рассчитать количество пройденного синтеза метана:
(0,571 г / 16 г/моль) / ((1,00 г / 2 г/моль) + (0,571 г / 16 г/моль)) = 62,3%

Средняя молярная масса образовавшейся смеси газов:
Пусть молярная масса аммиака (NH3) равна 17 г/моль, а молярная масса азота (N2) равна 28 г/моль.
Тогда после термического разложения аммиака получим 0,5 моль азота и 0,5 моль аммиака.
Средняя молярная масса образовавшейся смеси газов будет:
(0.517 + 0.528) / (0.5 + 0.5) = 22,5 г/моль

Поскольку в реакции окисления сульфида и гидросульфида калия исходно присутствуют не полностью проявленные атомы, для нахождения их количества нужно принять за единицу какое-то число (например, число атомов калия в 1,20 раза больше числа атомов серы).
Пусть число атомов серы будет равно х, тогда число атомов калия будет 1,2х.
Также мы знаем, что число атомов серы составляет 1,20% от числа Авогадро, т.е. 0,0126.0210^23 = 7,224*10^21.

Уравнение баланса:
x + 1,2x = 7,22410^21
2,2x = 7,22410^21
x = 3,2910^21 атом серы
1,2x = 3,9510^21 атом калия

Объем добавленного раствора определяется по массовым долям кислой и средней солей:
(m1/m2) = (d2-d)/(d-d1), где m1 - масса кислой соли, m2 - масса средней соли, d1 и d2 - плотность кислой и средней солей соответственно, d - плотность добавленного раствора.

Для раствора сульфида и гидросульфида калия:
m1 = 1,20%, d1 = 2,51 г/мл
m2 = 2,4%, d2 = 2,4 г/мл
d = ?

(1,20/2,4) = (2,4-d)/(d-2,51)
d = 2,4546 г/мл

Объем раствора можно рассчитать по формуле:
V = m/d = 1,20/2,4546 = 0,4898 мл.