Номер 1, страница 30, часть 2 - гдз по химии 9 класс учебник Оспанова, Аухадиева

1. При взаимодействии водяных паров объемом 16,8 л (н.у.) с раскаленным железом получился водород объемом 12 л (н.у.), а второй продукт — оксид железа (II). Вычислите выход водорода (в %) от теоретически возможного.

Ответ: 71%.

Дано:

Объем водяных паров $V(H_2O) = 16,8 \text{ л}$ (н.у.)

Практический объем водорода $V_{\text{практ}}(H_2) = 12 \text{ л}$ (н.у.)

Найти:

Выход водорода $\eta(H_2)$ - ?

Решение:

1. Запишем уравнение химической реакции. При взаимодействии раскаленного железа с водяным паром образуются оксид железа(II) и водород, как указано в условии.

$Fe + H_2o \rightarrow Feo + H_2$

Данное уравнение сбалансировано, все стехиометрические коэффициенты равны 1.

2. Из уравнения реакции следует, что из 1 моль водяного пара ($H_2O$) образуется 1 моль водорода ($H_2$). Таким образом, мольное соотношение реагента и продукта составляет:

$n(H_2O) : n(H_2) = 1 : 1$

Согласно закону Авогадро, для газов, находящихся в одинаковых условиях (в данном случае, нормальных условиях — н.у.), отношение их объемов равно отношению их количеств вещества (молей). Следовательно, теоретически возможный объем водорода, который можно получить, равен исходному объему водяного пара.

$V_{\text{теор}}(H_2) = V(H_2O) = 16,8 \text{ л}$

3. Выход продукта в процентах (η) — это отношение практически полученного количества (или объема) продукта к теоретически возможному, умноженное на 100%.

Формула для расчета выхода по объему:

$\eta = \frac{V_{\text{практ}}}{V_{\text{теор}}} \cdot 100\%$

Подставим известные значения в формулу для вычисления выхода водорода:

$\eta(H_2) = \frac{12 \text{ л}}{16,8 \text{ л}} \cdot 100\% \approx 0,71428 \cdot 100\% \approx 71,43\%$

Округляя полученный результат до целого числа, получаем 71%.

Ответ: выход водорода от теоретически возможного составляет 71%.