Номер 5-40, страница 57 - гдз по химии 8 класс задачник Кузнецова, Левкин

5-40. Для сжигания 24,8 г фосфора взяли 2 моль кислорода. Вычислите массу образовавшегося оксида фосфора(V).

Дано:

$m(P) = 24,8 \text{ г}$

$n(O_2) = 2 \text{ моль}$

Найти:

$m(P_2O_5) - ?$

Решение:

1. Запишем уравнение реакции горения фосфора в кислороде с образованием оксида фосфора(V):

$4P + 5O_2 \rightarrow 2P_2O_5$

2. Найдем молярные массы фосфора и оксида фосфора(V), используя периодическую таблицу. Относительные атомные массы: $Ar(P) \approx 31$, $Ar(O) \approx 16$.

Молярная масса фосфора: $M(P) = 31 \text{ г/моль}$.

Молярная масса оксида фосфора(V): $M(P_2O_5) = 2 \times Ar(P) + 5 \times Ar(O) = 2 \times 31 + 5 \times 16 = 62 + 80 = 142 \text{ г/моль}$.

3. Вычислим количество вещества (число моль) фосфора, взятого для реакции:

$n(P) = \frac{m(P)}{M(P)} = \frac{24,8 \text{ г}}{31 \text{ г/моль}} = 0,8 \text{ моль}$.

4. Определим, какое из исходных веществ находится в недостатке, чтобы вести расчеты по нему. Для этого сравним мольные соотношения реагентов по уравнению реакции с фактическими количествами.

Согласно уравнению реакции, на 4 моль фосфора требуется 5 моль кислорода.

Рассчитаем, какое количество кислорода теоретически необходимо для реакции с 0,8 моль фосфора:

$n_{теор}(O_2) = n(P) \times \frac{5}{4} = 0,8 \text{ моль} \times \frac{5}{4} = 1,0 \text{ моль}$.

По условию задачи, дано 2 моль кислорода. Сравниваем фактическое количество с теоретически необходимым:

$n_{факт}(O_2) = 2 \text{ моль} > n_{теор}(O_2) = 1,0 \text{ моль}$

Следовательно, кислород находится в избытке, а фосфор — в недостатке. Дальнейшие расчеты ведем по веществу, находящемуся в недостатке, то есть по фосфору.

5. Рассчитаем количество вещества образовавшегося оксида фосфора(V), используя пропорцию из уравнения реакции.

Из уравнения реакции следует, что из 4 моль фосфора образуется 2 моль оксида фосфора(V). Соотношение количеств веществ $n(P)$ и $n(P_2O_5)$ составляет 4:2 или 2:1.

$n(P_2O_5) = \frac{1}{2} \times n(P)$

$n(P_2O_5) = \frac{1}{2} \times 0,8 \text{ моль} = 0,4 \text{ моль}$.

6. Вычислим массу образовавшегося оксида фосфора(V):

$m(P_2O_5) = n(P_2O_5) \times M(P_2O_5) = 0,4 \text{ моль} \times 142 \text{ г/моль} = 56,8 \text{ г}$.

Ответ: масса образовавшегося оксида фосфора(V) равна 56,8 г.