Чтобы решить задачу о расчете объема кислорода, необходимого для реакции с 3,1 г фосфора, давайте разберем ее поэтапно.
Шаг 1: Понимание реакции.
Фосфор (P) реагирует с кислородом (O₂) в реакции, образующей оксид фосфора V (P₂O₅). Уравнение реакции выглядит следующим образом:
[
4P + 5O_2 \rightarrow 2P_2O_5
]
Это уравнение говорит нам о том, что 4 молекулы (или атома) фосфора реагируют с 5 молекулами кислорода.
Шаг 2: Расчет количества вещества фосфора.
Для начала нам нужно определить количество молей фосфора в 3,1 г. Для этого воспользуемся формулой для расчета моль:
[
n = \frac{m}{M}
]
где:
- ( n ) — количество вещества (в молях),
- ( m ) — масса вещества (в г),
- ( M ) — молярная масса вещества (в г/моль).
Молярная масса фосфора (P) составляет примерно 31 г/моль. Теперь мы можем подставить значения:
[
n_{P} = \frac{3,1 , \text{г}}{31 , \text{г/моль}} \approx 0,1 , \text{моль}
]
Шаг 3: Определение количества кислорода.
Согласно уравнению реакции, для 4 моль фосфора требуется 5 моль кислорода. Найдем, сколько моль кислорода нужно для 0,1 моль фосфора:
[
\frac{5 , \text{моль O}_2}{4 , \text{моль P}} = x , \text{моль O}_2
]
где ( x ) — количество молей кислорода. Получим следующее уравнение:
[
x = 0,1 , \text{моль} \times \frac{5 , \text{моль O}_2}{4 , \text{моль P}} = 0,125 , \text{моль O}_2
]
Шаг 4: Перевод молей кислорода в объем.
При нормальных условиях (НУ) 1 моль идеального газа занимает объем 22,4 литра. Теперь можем рассчитать объем кислорода:
[
V = n \times V_{\text{моль}} = 0,125 , \text{моль} \times 22,4 , \text{л/моль}
]
[
V \approx 2,8 , \text{л}
]
Ответ.
Таким образом, для реакции с 3,1 г фосфора потребуется примерно 2,8 литра кислорода при нормальных условиях.
