Чтобы найти массу сероводорода (H₂S), которая образуется при взаимодействии серы (S) и водорода (H₂), сначала нужно определить, какое вещество является лимитирующим реагентом. Для этого рассчитаем количество вещества каждого из реагентов и сравним их.
Уравнение реакции
Сначала запишем уравнение реакции:
[ \text{S} + \text{H}_2 \rightarrow \text{H}_2\text{S} ]
Шаг 1: Рассчитаем количество вещества серы
Молярная масса серы (S) ≈ 32 г/моль.
Количество вещества серы:
[ n(\text{S}) = \frac{\text{масса серы}}{\text{молярная масса серы}} = \frac{16 \, \text{г}}{32 \, \text{г/моль}} = 0,5 \, \text{моль} ]
Шаг 2: Рассчитаем количество вещества водорода
Сначала используем уравнение состояния для идеального газа, чтобы найти количество молей водорода. При нормальных условиях (0°C и 1 атм) 1 моль газа занимает объем 22,4 литра.
Количество вещества водорода:
[ n(\text{H}_2) = \frac{\text{объём водорода}}{\text{молярный объём при нормальных условиях}} = \frac{5,6 \, \text{л}}{22,4 \, \text{л/моль}} = 0,25 \, \text{моль} ]
Шаг 3: Определяем лимитирующий реагент
Согласно уравнению реакции, 1 моль серы реагирует с 1 моль водорода. Таким образом, лимитирующим реагентом является водород, поскольку его меньше в пересчёте на моли.
Шаг 4: Рассчитаем количество H₂S, образующегося в реакции
Так как водород является лимитирующим реагентом, количество образующегося H₂S также будет 0,25 моль.
Шаг 5: Рассчитаем массу H₂S
Молярная масса H₂S ≈ 34 г/моль.
Масса H₂S:
[ \text{масса H}_2\text{S} = n(\text{H}_2\text{S}) \times \text{молярная масса H}_2\text{S} = 0,25 \, \text{моль} \times 34 \, \text{г/моль} = 8,5 \, \text{г} ]
Таким образом, масса образующегося H₂S составляет 8,5 грамм.