Вычислите массу оксида фосфора (V), который образуется при сгорании 15,5 г фосфора. Рассчитайте объем кислорода (н.у.), который необходим для этого. Уравнение реакции: P + O2 → P2O5
Чтобы решить задачу, сначала нужно записать уравнение реакции сгорания фосфора:
\[ 4P + 5O_2 \rightarrow 2P_2O_5 \]
Теперь начнём с вычисления, сколько массы оксида фосфора (V) \((P_2O_5)\) получится из 15,5 г фосфора \((P)\).
1. **Рассчитаем молекулярные массы:**
- Молярная масса фосфора (P) ≈ 31 г/моль.
- Молярная масса оксида фосфора (V) \((P_2O_5)\):
\[ M(P_2O_5) = 2 \times M(P) + 5 \times M(O) = 2 \times 31 + 5 \times 16 = 62 + 80 = 142 \text{ г/моль} \]
2. **Определим количество молей фосфора:**
\[
n(P) = \frac{m(P)}{M(P)} = \frac{15,5}{31} \approx 0,5 \text{ моль}
\]
3. **Посмотрим по уравнению реакции, сколько образуется оксида фосфора:**
Из 4 моль фосфора будет образовываться 2 моль \(P_2O_5\). Следовательно, из 0,5 моль фосфора:
\[
n(P_2O_5) = \frac{2}{4} \times n(P) = \frac{2}{4} \times 0,5 = 0,25 \text{ моль}
\]
4. **Теперь нам нужно найти массу \(P_2O_5\):**
\[
m(P_2O_5) = n(P_2O_5) \times M(P_2O_5) = 0,25 \times 142 \approx 35,5 \text{ г}
\]
5. **Теперь рассчитаем объем кислорода, необходимого для сгорания:**
По уравнению реакции, чтобы получить 2 моль \(P_2O_5\), требуется 5 моль \(O_2\). Таким образом, для 0,25 моль \(P_2O_5\) нужно:
\[
n(O_2) = \frac{5}{2} \times n(P_2O_5) = \frac{5}{2} \times 0,25 = 0,625 \text{ моль}
\]
6. **Рассчитаем объем кислорода при нормальных условиях (н.у.):**
При н.у. 1 моль газа занимает объем 22,4 л:
\[
V(O_2) = n(O_2) \times 22,4 \text{ л} = 0,625 \times 22,4 \approx 14,0 \text{ л}
\]
Итак, при сгорании 15,5 г фосфора образуется approximately 35,5 г \(P_2O_5\), а для этого требуется около 14,0 литров кислорода.
