Номер 5, страница 55, часть 1 - гдз по химии 9 класс учебник Оспанова, Аухадиева

• 5. В стальном баллоне (н.у.) находится по 5,6 л водорода и кислорода. Смесь подожгли. Какая масса воды образовалась в результате реакции?

Ответ: 4,5 г.

Дано:

$V(H_2) = 5,6 \text{ л}$

$V(O_2) = 5,6 \text{ л}$

Условия: н.у. (нормальные условия)

Найти:

$m(H_2O)$ — ?

Решение:

1. Запишем уравнение реакции взаимодействия водорода и кислорода с образованием воды:

$2H_2 + O_2 \rightarrow 2H_2O$

2. Найдем количество вещества (в молях) для каждого из реагентов. Поскольку газы находятся при нормальных условиях (н.у.), мы можем использовать молярный объем газов, который равен $V_m = 22,4$ л/моль.

Количество вещества водорода:

$n(H_2) = \frac{V(H_2)}{V_m} = \frac{5,6 \text{ л}}{22,4 \text{ л/моль}} = 0,25 \text{ моль}$

Количество вещества кислорода:

$n(O_2) = \frac{V(O_2)}{V_m} = \frac{5,6 \text{ л}}{22,4 \text{ л/моль}} = 0,25 \text{ моль}$

3. Определим, какой из реагентов находится в недостатке (является лимитирующим), так как он определит количество продукта, который может образоваться. Согласно уравнению реакции, 2 моль водорода реагируют с 1 моль кислорода.

Рассчитаем, сколько моль водорода необходимо для реакции с имеющимся количеством кислорода (0,25 моль):

$n_{требуемое}(H_2) = 2 \cdot n(O_2) = 2 \cdot 0,25 \text{ моль} = 0,5 \text{ моль}$

В наличии имеется только 0,25 моль водорода, что меньше, чем требуется для полной реакции с кислородом (0,5 моль). Следовательно, водород находится в недостатке и прореагирует полностью, а кислород — в избытке. Все дальнейшие расчеты производятся по лимитирующему реагенту, то есть по водороду.

4. Рассчитаем количество вещества образовавшейся воды. По уравнению реакции, из 2 моль водорода образуется 2 моль воды, следовательно, их количества веществ равны:

$\frac{n(H_2)}{2} = \frac{n(H_2O)}{2} \Rightarrow n(H_2O) = n(H_2) = 0,25 \text{ моль}$

5. Найдем массу образовавшейся воды, зная её количество вещества и молярную массу.

Молярная масса воды ($H_2O$):

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

Масса воды:

$m(H_2O) = n(H_2O) \cdot M(H_2O) = 0,25 \text{ моль} \cdot 18 \text{ г/моль} = 4,5 \text{ г}$

Ответ: 4,5 г.