3. В реакции водорода с 48 г серы получают сероводород. Вычислите объем полученного газа, если доля выхода продуктов реакции составляет 80%.

Решение:

Запишем уравнение реакции получения сероводорода (H₂S) из водорода (H₂) и серы (S):

\( H_2 + S \rightarrow H_2S \)

Из уравнения видно, что 1 моль водорода реагирует с 1 молем серы, образуя 1 моль сероводорода.

Рассчитаем молярную массу серы (S):

\( M(S) = 32,06 \text{ г/моль} \approx 32 \text{ г/моль} \)

Рассчитаем количество вещества серы:

\( n(S) = \frac{m(S)}{M(S)} = \frac{48 \text{ г}}{32 \text{ г/моль}} = 1,5 \text{ моль} \)

По условию, сера реагирует с водородом. Предполагаем, что водород находится в избытке, и сера является лимитирующим реагентом. Следовательно, теоретически может образоваться 1,5 моль сероводорода.

Теоретический объём сероводорода (при н.у., 1 моль газа = 22,4 л):

\( V_{теор}(H_2S) = n(H_2S) \times V_m = 1,5 \text{ моль} \times 22,4 \text{ л/моль} = 33,6 \text{ л} \)

Доля выхода продукта составляет 80%. Рассчитаем фактический объём полученного сероводорода:

\( V_{факт}(H_2S) = V_{теор}(H_2S) \times \text{доля выхода} = 33,6 \text{ л} \times 0,80 = 26,88 \text{ л} \)

Ответ: Объем полученного газа составит 26,88 л.