Номер 8-7, страница 97 - гдз по химии 8 класс задачник Кузнецова, Левкин

8-7. Вычислите массу и объем (н.у.) кислорода, необходимые для сжигания 20 г водорода. Рассчитайте массу образовавшейся воды.

Дано:

$m(H_2) = 20 \text{ г}$

Найти:

$m(O_2) - ?$

$V(O_2)$ (н.у.) - ?

$m(H_2O) - ?$

Решение:

1. Составим уравнение реакции горения водорода в кислороде:

$2H_2 + O_2 \rightarrow 2H_2O$

2. Рассчитаем молярные массы веществ, участвующих в реакции, используя округленные значения относительных атомных масс: $Ar(H) = 1$, $Ar(O) = 16$.

Молярная масса водорода ($H_2$): $M(H_2) = 2 \cdot 1 = 2 \text{ г/моль}$.

Молярная масса кислорода ($O_2$): $M(O_2) = 2 \cdot 16 = 32 \text{ г/моль}$.

Молярная масса воды ($H_2O$): $M(H_2O) = 2 \cdot 1 + 16 = 18 \text{ г/моль}$.

3. Вычислим количество вещества (число молей) водорода массой 20 г:

$\nu(H_2) = \frac{m(H_2)}{M(H_2)} = \frac{20 \text{ г}}{2 \text{ г/моль}} = 10 \text{ моль}$

4. Используя стехиометрические коэффициенты в уравнении реакции, найдем количества веществ кислорода и воды.

Вычислите массу и объем (н.у.) кислорода, необходимые для сжигания 20 г водорода

Из уравнения реакции следует, что количество вещества кислорода в 2 раза меньше количества вещества водорода:

$\nu(O_2) = \frac{1}{2}\nu(H_2) = \frac{1}{2} \cdot 10 \text{ моль} = 5 \text{ моль}$

Масса необходимого кислорода равна:

$m(O_2) = \nu(O_2) \cdot M(O_2) = 5 \text{ моль} \cdot 32 \text{ г/моль} = 160 \text{ г}$

Объем кислорода при нормальных условиях (н.у.), учитывая, что молярный объем газа $V_m = 22,4 \text{ л/моль}$, равен:

$V(O_2) = \nu(O_2) \cdot V_m = 5 \text{ моль} \cdot 22,4 \text{ л/моль} = 112 \text{ л}$

Ответ: масса необходимого кислорода составляет 160 г, а его объем (н.у.) - 112 л.

Рассчитайте массу образовавшейся воды

Из уравнения реакции следует, что количество вещества образовавшейся воды равно количеству вещества вступившего в реакцию водорода:

$\nu(H_2O) = \nu(H_2) = 10 \text{ моль}$

Масса образовавшейся воды равна:

$m(H_2O) = \nu(H_2O) \cdot M(H_2O) = 10 \text{ моль} \cdot 18 \text{ г/моль} = 180 \text{ г}$

Проверку можно выполнить по закону сохранения массы: $m(H_2) + m(O_2) = 20 \text{ г} + 160 \text{ г} = 180 \text{ г}$. Масса реагентов равна массе получившейся воды, следовательно, расчеты верны.

Ответ: масса образовавшейся воды составляет 180 г.