Придумайте и решите задачу на нахождение объёма кислорода (н. у.), выделившегося при каталитическом разложении пероксида водорода Н2O2.
Для создания задачи на нахождение объема кислорода, выделяющегося при каталитическом разложении пероксида водорода (H₂O₂), давайте начнем с химической реакции:
\[ 2 \text{H}_2\text{O}_2 (l) \rightarrow 2 \text{H}_2\text{O} (l) + \text{O}_2 (g) \]
При разложении двух молекул пероксида водорода образуются две молекулы воды и одна молекула кислорода.
Задача
Определите, какой объем кислорода (н. у.) выделится при разложении 34 г пероксида водорода в условиях нормальных условий (н. у.).
Решение
Найти количество вещества H₂O₂:
Для этого необходимо знать молярную массу пероксида водорода (H₂O₂):
- Молярная масса H (водорода) = 1 г/моль
- Молярная масса O (кислорода) = 16 г/моль
\[ \text{Молярная масса H}_2\text{O}_2 = 2 \times 1 + 2 \times 16 = 2 + 32 = 34 \text{ г/моль} \]
Теперь можем найти количество вещества H₂O₂:
\[ n (\text{H}_2\text{O}_2) = \frac{m}{M} = \frac{34 \text{ г}}{34 \text{ г/моль}} = 1 \text{ моль} \]
Определить количество выделяющегося кислорода:
По уравнению реакции видно, что 2 моль H₂O₂ дают 1 моль O₂. Значит, из 1 моль H₂O₂ выделится:
\[ n (\text{O}_2) = \frac{1}{2} \times n (\text{H}_2\text{O}_2) = \frac{1}{2} \times 1 = 0.5 \text{ моль O}_2 \]
Найти объем O₂ при н. у.:
При нормальных условиях 1 моль газа занимает объем 22.4 литра. Соответственно, объем кислорода будет:
\[ V (\text{O}_2) = n (\text{O}_2) \times V_{m} = 0.5 \text{ моль} \times 22.4 \text{ л/моль} = 11.2 \text{ л} \]
Ответ
Объем кислорода, выделившегося при разложении 34 г пероксида водорода, составляет 11.2 литра.
