Чтобы определить объем водорода, необходимого для получения (3,6 \times 10^{23}) молекул воды при нормальных условиях (н.у.), сначала мы должны понять, сколько молекул воды соответствует этому количеству, и затем использовать уравнение реакции, чтобы выяснить, сколько водорода нам нужно.
Шаг 1: Переводим молекулы в молекулы
Для начала, напомним, что 1 моль вещества содержит (6,022 \times 10^{23}) молекул (число Авогадро).
Чтобы определить, сколько молей воды содержится в (3,6 \times 10^{23}) молекул, воспользуемся следующей формулой:
[
n = \frac{\text{количество молекул}}{N_A}
]
где (N_A) — число Авогадро.
Подставляем значения:
[
n = \frac{3,6 \times 10^{23}}{6,022 \times 10^{23}} \approx 0,597 \text{ моль воды}
]
Шаг 2: Уравнение реакции
Вода (H₂O) образуется в результате реакции водорода (H₂) и кислорода (O₂):
[
2H_2 + O_2 \rightarrow 2H_2O
]
Из уравнения видно, что 2 моля водорода (H₂) нужны для получения 2 молей воды (H₂O). То есть, на 1 моль воды требуется 1 моль водорода.
Шаг 3: Рассчитываем количество водорода
Поскольку у нас (0,597) моль воды, нам понадобится столько же молей водорода:
[
n(H_2) = 0,597 \text{ моль}
]
Шаг 4: Определяем объем водорода
При нормальных условиях (н.у.) 1 моль любого газа занимает объем около 22,4 литра. Чтобы найти объем водорода, воспользуемся формулой:
[
V = n \times V_m
]
где (V_m = 22,4 \text{ л/моль}).
Подставим значения:
[
V(H_2) = 0,597 \text{ моль} \times 22,4 \text{ л/моль} \approx 13,39 \text{ л}
]
Ответ
Объем водорода, необходимого для получения (3,6 \times 10^{23}) молекул воды, составляет примерно 13,39 литров.
