Номер 8, страница 55 - гдз по химии 11 класс учебник Еремин, Кузьменко

Параграф 8. Уравнения химических реакций и расчёты по ним. Глава 2. Химические реакции - номер 8, страница 55.

Условие.

8. В результате реакции водорода с кислородом получили 9 г воды. Определите объём прореагировавшего водорода при н. у.

Решение.

Решение 2.

Дано:

$m(\text{H}_2\text{O}) = 9 \text{ г}$
Условия: н. у. (нормальные условия)

$m(\text{H}_2\text{O}) = 0.009 \text{ кг}$
$V_m = 22.4 \cdot 10^{-3} \text{ м}^3/\text{моль}$

Найти:

$V(\text{H}_2) - ?$

Решение:

1. Сначала запишем сбалансированное уравнение реакции горения водорода в кислороде, в результате которой образуется вода:

$2\text{H}_2 + \text{O}_2 \rightarrow 2\text{H}_2\text{O}$

2. Далее рассчитаем количество вещества (в молях) полученной воды ($n(\text{H}_2\text{O})$). Для этого нам потребуется молярная масса воды ($M(\text{H}_2\text{O})$).

Молярная масса воды вычисляется на основе атомных масс водорода ($M(\text{H}) \approx 1$ г/моль) и кислорода ($M(\text{O}) \approx 16$ г/моль):

$M(\text{H}_2\text{O}) = 2 \cdot M(\text{H}) + M(\text{O}) = 2 \cdot 1 + 16 = 18 \text{ г/моль}$

Теперь найдем количество вещества воды по формуле $n = m/M$:

$n(\text{H}_2\text{O}) = \frac{m(\text{H}_2\text{O})}{M(\text{H}_2\text{O})} = \frac{9 \text{ г}}{18 \text{ г/моль}} = 0.5 \text{ моль}$

3. Используя уравнение реакции, определим количество вещества водорода ($n(\text{H}_2)$), которое вступило в реакцию.

Из уравнения $2\text{H}_2 + \text{O}_2 \rightarrow 2\text{H}_2\text{O}$ мы видим, что стехиометрические коэффициенты перед водородом и водой равны (2 и 2). Это означает, что их количества вещества находятся в соотношении 1:1.

$\frac{n(\text{H}_2)}{2} = \frac{n(\text{H}_2\text{O})}{2} \Rightarrow n(\text{H}_2) = n(\text{H}_2\text{O})$

Следовательно, количество вещества прореагировавшего водорода равно количеству вещества образовавшейся воды:

$n(\text{H}_2) = 0.5 \text{ моль}$

4. Наконец, рассчитаем объем водорода при нормальных условиях (н. у.).

Согласно закону Авогадро, молярный объем любого газа при н. у. ($V_m$) составляет 22,4 л/моль.

Объем газа ($V$) вычисляется по формуле $V = n \cdot V_m$:

$V(\text{H}_2) = n(\text{H}_2) \cdot V_m = 0.5 \text{ моль} \cdot 22.4 \text{ л/моль} = 11.2 \text{ л}$

Ответ: объем прореагировавшего водорода при н. у. составляет 11,2 л.