Номер 1, страница 40 - гдз по химии 9 класс учебник Еремин, Кузьменко

1. Определите массу воды, которая образуется при взрыве смеси, состоящей из 2,8 л водорода и 1,5 л кислорода (н. у.).

Дано:

$V(H_2) = 2,8 \text{ л}$

$V(O_2) = 1,5 \text{ л}$

Условия: н. у. (нормальные условия)

Найти:

$m(H_2O) - ?$

Решение:

1. Запишем уравнение реакции взаимодействия водорода с кислородом, в результате которой образуется вода:

$2H_2 + O_2 \rightarrow 2H_2O$

2. Так как газы взяты при нормальных условиях (н. у.), мы можем рассчитать их количество вещества (моль) используя молярный объем газов $V_m = 22,4 \text{ л/моль}$.

Рассчитаем количество вещества водорода:

$n(H_2) = \frac{V(H_2)}{V_m} = \frac{2,8 \text{ л}}{22,4 \text{ л/моль}} = 0,125 \text{ моль}$

Рассчитаем количество вещества кислорода:

$n(O_2) = \frac{V(O_2)}{V_m} = \frac{1,5 \text{ л}}{22,4 \text{ л/моль}} \approx 0,067 \text{ моль}$

3. Для определения массы продукта необходимо выяснить, какой из реагентов находится в недостатке (является лимитирующим), так как он прореагирует полностью и определит количество продукта. Согласно уравнению реакции, 2 моль водорода реагируют с 1 моль кислорода.

Проверим, какое количество вещества кислорода требуется для реакции со всем имеющимся водородом (0,125 моль):

$n_{теор}(O_2) = \frac{1}{2} n(H_2) = \frac{1}{2} \times 0,125 \text{ моль} = 0,0625 \text{ моль}$

Сравним теоретически необходимое количество кислорода ($0,0625 \text{ моль}$) с фактически имеющимся ($0,067 \text{ моль}$).

Так как $0,0625 \text{ моль} < 0,067 \text{ моль}$, кислород находится в избытке, а водород — в недостатке. Следовательно, все дальнейшие расчеты проводятся по водороду.

4. По уравнению реакции, из 2 моль водорода образуется 2 моль воды. Значит, количество вещества образовавшейся воды равно количеству вещества прореагировавшего водорода:

$n(H_2O) = n(H_2) = 0,125 \text{ моль}$

5. Рассчитаем массу образовавшейся воды, зная ее количество вещества и молярную массу. Молярная масса воды ($H_2O$):

$M(H_2O) = 2 \times M(H) + M(O) = 2 \times 1 \text{ г/моль} + 16 \text{ г/моль} = 18 \text{ г/моль}$

Теперь найдем массу воды:

$m(H_2O) = n(H_2O) \times M(H_2O) = 0,125 \text{ моль} \times 18 \text{ г/моль} = 2,25 \text{ г}$

Ответ: масса воды, которая образуется при взрыве смеси, составляет 2,25 г.