Чтобы решить эту задачу, нам понадобятся данные о молярных массах атомов компонентов - азота (N) и серы (S) - и их относительных количествах в смеси.
1. Определение мольных масс:
Молярная масса азота (N2) = 14 г/моль
Молярная масса серы (SO3) = 80 г/моль
2. Определение относительных количеств:
Дано, что смесь состоит из одинакового количества атомов компонентов. Если обозначить количество атомов N2 как N и количество атомов SO3 как S, мы можем записать следующее уравнение:
2N = 3S
3. Определение количества молей:
Поскольку объем смеси известен, можно использовать уравнение идеального газа, чтобы найти количество молей (n) каждого компонента.
V = nRT/P, где V - объем, n - количество молей, R - универсальная газовая постоянная, T - температура в Кельвинах, P - давление.
Поскольку нам не даны значения температуры и давления, мы можем предположить, что давление и температура остаются постоянными и равны 1 атм и 273 К соответственно. Тогда уравнение преобразуется следующим образом:
V = n(0,0821 Л атм/(моль К) * 273 К)/1 атм
V = 0,0821 x 273 моль
Поскольку количество молей каждого компонента в смеси одинаково, мы можем выбрать любой из них для нахождения количества молей всей смеси. Для простоты, давайте выберем азот (N2). Тогда количество молей азота будет равно половине общего количества молей:
nN2 = 0,04105 моль
4. Определение массы смеси:
Теперь, когда у нас есть количество молей азота в смеси, мы можем использовать молярную массу азота, чтобы найти его массу:
mN2 = nN2 x молярная масса N2
mN2 = 0,04105 моль x 14 г/моль
mN2 = 0,5747 г
Так как смесь состоит из равного количества атомов SO3, мы можем проделать аналогичные вычисления, используя молярную массу SO3:
mSO3 = mN2 = 0,5747 г
5. Определение общей массы смеси:
Общая масса смеси - это сумма масс азота и серы:
mобщ = mN2 + mSO3
mобщ = 0,5747 г + 0,5747 г
mобщ = 1,1494 г
В данном вопросе предлагается указать уравнение реакции, исходные вещества и продукты реакции, а также объяснить коэффициенты и индексы в данном уравнении, связь с законом сохранения массы.
Коэффициенты: В данном уравнении перед исходными веществами стоит коэффициент 2, а перед продуктами - также коэффициент 2. Коэффициенты используются для сбалансирования уравнений реакций и указывают на число молекул или атомов каждого вещества, участвующих в реакции. В данном случае, коэффициент 2 перед каждым реагентом и продуктом указывает на то, что участвуют 2 молекулы углерода и 2 молекулы оксида углерода.
Индексы: В данном случае, индексы показывают количество атомов каждого элемента в молекулах. Индекс 2 после символа С указывает на то, что в каждой молекуле углерода содержатся 2 атома углерода. Индекс 2 после символа О указывает на то, что в каждой молекуле кислорода содержатся 2 атома кислорода.
Закон сохранения массы: Этот закон утверждает, что масса реагирующих веществ должна быть равной массе образовавшихся продуктов реакции. В предложенном уравнении реакции мы видим, что слева от знака равно количество атомов углерода (2 С) и кислорода (2 О), а справа также количество атомов углерода (2 С) и кислорода (2 О). Таким образом, суммарная масса исходных веществ равна суммарной массе продуктов реакции, что является выполнением закона сохранения массы.
(NH4)2S + 2HOH = 2NH4OH + H2S↑,
так как соль образована слабым основанием и слабой кислотой