Номер 5, страница 122 - гдз по химии 8 класс учебник Рудзитис

Глава 5. Количественные отношения в химии. Параграф 36. Количество вещества. Моль. Молярная масса. Подумай, ответь, выполни... - номер 5, страница 122.

Условие.

5. Составьте 2–3 уравнения известных вам химических реакций и поясните, в каких массовых и количественных соотношениях реагируют вещества.

Решение.

Решение 2.

1. Реакция синтеза воды из водорода и кислорода

Уравнение реакции: $2H_2 + O_2 \rightarrow 2H_2O$

Количественное (мольное) соотношение:

Коэффициенты в уравнении реакции показывают, в каких мольных соотношениях вещества вступают в реакцию и образуются в результате нее. В данной реакции соотношение количеств веществ (в молях) реагирующих газов, водорода и кислорода, следующее:

$n(H_2) : n(O_2) = 2 : 1$

Это означает, что 2 моль газообразного водорода реагируют с 1 моль газообразного кислорода.

Массовое соотношение:

Для нахождения массовых соотношений необходимо рассчитать молярные массы веществ, используя относительные атомные массы из периодической системы химических элементов (округляя до целых):

$M(H) = 1 \text{ г/моль}$, $M(O) = 16 \text{ г/моль}$

$M(H_2) = 2 \times 1 = 2 \text{ г/моль}$

$M(O_2) = 2 \times 16 = 32 \text{ г/моль}$

Теперь найдем массы реагентов, участвующих в реакции, согласно их мольным соотношениям (2 моль $H_2$ и 1 моль $O_2$):

$m(2H_2) = n(H_2) \times M(H_2) = 2 \text{ моль} \times 2 \text{ г/моль} = 4 \text{ г}$

$m(O_2) = n(O_2) \times M(O_2) = 1 \text{ моль} \times 32 \text{ г/моль} = 32 \text{ г}$

Следовательно, массовое соотношение реагирующих веществ составляет:

$m(H_2) : m(O_2) = 4 : 32$

Это соотношение можно упростить, разделив обе части на 4, и получить $1 : 8$. Таким образом, 1 массовая часть водорода реагирует с 8 массовыми частями кислорода.

Ответ: В реакции $2H_2 + O_2 \rightarrow 2H_2O$ вещества реагируют в количественном соотношении $n(H_2) : n(O_2) = 2 : 1$ и в массовом соотношении $m(H_2) : m(O_2) = 4 : 32$ (или $1 : 8$).

2. Реакция нейтрализации соляной кислоты гидроксидом натрия

Уравнение реакции: $HCl + NaOH \rightarrow NaCl + H_2O$

Количественное (мольное) соотношение:

Все стехиометрические коэффициенты в данном уравнении равны 1, следовательно, реагенты вступают в реакцию в следующем соотношении:

$n(HCl) : n(NaOH) = 1 : 1$

Это означает, что 1 моль соляной кислоты реагирует с 1 моль гидроксида натрия.

Массовое соотношение:

Рассчитаем молярные массы реагентов (атомную массу хлора берем 35.5):

$M(HCl) = 1 + 35.5 = 36.5 \text{ г/моль}$

$M(NaOH) = 23 + 16 + 1 = 40 \text{ г/моль}$

Поскольку вещества реагируют в соотношении 1:1 по молям, то их массовое соотношение будет равно соотношению их молярных масс:

$m(HCl) : m(NaOH) = 36.5 : 40$

Это означает, что 36.5 массовых частей соляной кислоты реагируют с 40 массовыми частями гидроксида натрия.

Ответ: В реакции $HCl + NaOH \rightarrow NaCl + H_2O$ вещества реагируют в количественном соотношении $n(HCl) : n(NaOH) = 1 : 1$ и в массовом соотношении $m(HCl) : m(NaOH) = 36.5 : 40$.

3. Реакция горения метана

Уравнение реакции: $CH_4 + 2O_2 \rightarrow CO_2 + 2H_2O$

Количественное (мольное) соотношение:

Из уравнения реакции видно, что количественные соотношения реагентов следующие:

$n(CH_4) : n(O_2) = 1 : 2$

Это означает, что 1 моль метана реагирует с 2 молями кислорода.

Массовое соотношение:

Рассчитаем молярные массы реагентов:

$M(C) = 12 \text{ г/моль}$, $M(H) = 1 \text{ г/моль}$, $M(O) = 16 \text{ г/моль}$

$M(CH_4) = 12 + 4 \times 1 = 16 \text{ г/моль}$

$M(O_2) = 2 \times 16 = 32 \text{ г/моль}$

Теперь найдем массы реагентов, участвующих в реакции, согласно их мольным соотношениям (1 моль $CH_4$ и 2 моль $O_2$):

$m(CH_4) = 1 \text{ моль} \times 16 \text{ г/моль} = 16 \text{ г}$

$m(2O_2) = 2 \text{ моль} \times 32 \text{ г/моль} = 64 \text{ г}$

Следовательно, массовое соотношение реагирующих веществ составляет:

$m(CH_4) : m(O_2) = 16 : 64$

Это соотношение можно упростить, разделив обе части на 16, и получить $1 : 4$. Таким образом, 1 массовая часть метана реагирует с 4 массовыми частями кислорода.

Ответ: В реакции $CH_4 + 2O_2 \rightarrow CO_2 + 2H_2O$ вещества реагируют в количественном соотношении $n(CH_4) : n(O_2) = 1 : 2$ и в массовом соотношении $m(CH_4) : m(O_2) = 16 : 64$ (или $1 : 4$).