Номер 8-17, страница 98 - гдз по химии 8 класс задачник Кузнецова, Левкин

8-17. Имеется смесь, содержащая 5 моль водорода и 4 моль кислорода. Смесь взорвали. Вычислите количество вещества — продукта реакции воды и количество вещества — реагента, оставшегося после реакции.

Дано:

Количество вещества водорода $n(H_2) = 5$ моль
Количество вещества кислорода $n(O_2) = 4$ моль

Найти:

Количество вещества продукта реакции (воды) - $n(H_2O)$
Количество вещества оставшегося реагента - $n_{ост}$

Решение:

1. Составим уравнение химической реакции между водородом и кислородом, в результате которой образуется вода:

$2H_2 + O_2 \rightarrow 2H_2O$

2. По уравнению реакции видно, что на $2$ моль водорода расходуется $1$ моль кислорода. Определим, какое из веществ находится в недостатке (лимитирующий реагент), а какое в избытке. Расчет будем вести по лимитирующему реагенту.

Вычислим, какое количество кислорода необходимо для реакции с $5$ моль водорода:

$n_{теор}(O_2) = \frac{1}{2} n(H_2) = \frac{1}{2} \times 5 \text{ моль} = 2.5 \text{ моль}$

Согласно условию, в смеси содержится $4$ моль кислорода. Так как $4 \text{ моль} > 2.5 \text{ моль}$, кислород находится в избытке, а водород — в недостатке. Это означает, что весь водород прореагирует полностью.

3. Рассчитаем количество вещества продукта реакции — воды ($H_2O$). Расчет ведем по веществу, находящемуся в недостатке, то есть по водороду.

Из уравнения реакции следует, что из $2$ моль $H_2$ образуется $2$ моль $H_2O$. Следовательно, их мольное соотношение равно $1:1$.

$n(H_2O) = n(H_2) = 5 \text{ моль}$

4. Рассчитаем количество вещества реагента, оставшегося после реакции. В избытке был кислород. Найдем, какое его количество осталось после того, как реакция завершилась.

Количество оставшегося кислорода равно разности между начальным количеством и количеством, вступившим в реакцию:

$n_{ост}(O_2) = n_{исх}(O_2) - n_{прореаг}(O_2)$

$n_{ост}(O_2) = 4 \text{ моль} - 2.5 \text{ моль} = 1.5 \text{ моль}$

Ответ: количество вещества продукта реакции (воды) составляет $5$ моль; количество вещества реагента, оставшегося после реакции (кислорода), составляет $1.5$ моль.