برای انجام این سوال، ابتدا باید واکنش را موازنه کنیم و سپس محاسبات را انجام دهیم.
واکنش تجزیه دادهشده به این صورت است:
\[ \text{SiO}_2(s) + r\text{C}(s) \rightarrow \text{SiC}(s) + r\text{CO}(g) \]
اگر واکنش داده شده را موازنه کنیم، به این صورت خواهد بود:
\[ \text{SiO}_2(s) + 3\text{C}(s) \rightarrow \text{SiC}(s) + 2\text{CO}(g) \]
حال، محاسبات را انجام میدهیم:
1. **محاسبهٔ جرم مولی SiO2:**
جرم مولی Si = 28 g/mol، جرم مولی O = 16 g/mol
جرم مولی SiO2 = 28 + 2(16) = 60 g/mol
2. **محاسبهٔ تعداد مولهای SiO2:**
جرم دادهشده: 0.5 kg = 500 g
تعداد مولهای SiO2 = 500 g / 60 g/mol = 8.33 مول
با توجه به 80٪ بازده واکنش:
مول موثر SiO2 = 8.33 × 0.8 = 6.664 مول
3. **محاسبهٔ حجم CO تولیدی:**
با موازنه، برای هر مول SiO2، به ازای هر مول SiO2، 2 مول CO تولید میشود.
بنابراین 6.664 مول SiO2، 13.328 مول CO تولید میکند.
حجم CO در شرایط STP (شرایط استاندارد دما و فشار) به ازای هر مول برابر 22.4 لیتر است.
حجم CO = 13.328 مول × 22.4 L/mol = 298.14 لیتر
بنابراین، نزدیکترین گزینه به حجم محاسبهشده 298.14 لیتر میباشد. پاسخی در متن پیشنهاد شده نیست، اما ممکن است تقریبهای بیشتری لازم باشد.
به همین دلیل هیچیک از گزینهها مستقیما با محاسبات ساده همخوانی ندارند و نیاز به بررسی بیشتر دقتپذیر است.
