3. При пропускании через реактор смеси оксида серы (IV) и кислорода, взятых в стехиометрических количествах, прореагировало 20% оксида серы (IV) (по объему). Определить объемный состав смеси на выходе, считая оксид серы (VI) газом.

Уравнение реакции: \(2\mathrm{SO_2}+\mathrm{O_2}\rightarrow2\mathrm{SO_3}\). Возьмём исходно 2 моль SO₂ и 1 моль O₂ — стехиометрическое соотношение.

Прореагировало 20% SO₂, то есть \(2\cdot0.20=0.4\) моль. По уравнению реакции израсходовано 0.2 моль O₂ и образовалось 0.4 моль SO₃. На выходе: SO₂ — 1.6 моль, O₂ — 0.8 моль, SO₃ — 0.4 моль; всего 2.8 моль.

Для газов объёмные доли равны мольным: \(\varphi(\mathrm{SO_2})=1.6/2.8=4/7\), \(\varphi(\mathrm{O_2})=0.8/2.8=2/7\), \(\varphi(\mathrm{SO_3})=0.4/2.8=1/7\).

Ответ: SO₂ — 57,14%; O₂ — 28,57%; SO₃ — 14,29% по объёму.