Определите объем водорода необходимого для получения 3,6*1023 молекул воды при н.у.
Чтобы решить эту задачу, сначала немного разберёмся с формулой, по которой образуется вода (H₂O), и затем найдём объем водорода, необходимого для получения указанного количества молекул воды.
Шаг 1: Записать уравнение реакции
Вода образуется по следующему уравнению реакции:
\[ 2 \, H_2 + O_2 \rightarrow 2 \, H_2O \]
Это уравнение показывает, что для получения 2 молекул воды (H₂O) требуется 2 молекулы водорода (H₂) и 1 молекула кислорода (O₂).
Шаг 2: Найти количество молей воды
Для начала нам нужно определить, сколько молей воды содержится в 3,6×10²³ молекул. Для этого используем число Авогадро, которое составляет примерно \( 6,022 \times 10^{23} \) молекул в 1 моле вещества.
Формула для расчёта числа молей:
\[ n = \frac{N}{N_A} \]
где:
- \( n \) — количество молей,
- \( N \) — количество молекул (3,6×10²³),
- \( N_A \) — число Авогадро (\( 6,022 \times 10^{23} \)).
Подставим значения:
\[ n = \frac{3,6 \times 10^{23}}{6,022 \times 10^{23}} \approx 0,597 \, \text{моль H}_2O \]
Шаг 3: Определить количество молей водорода
По уравнению химической реакции видно, что на 2 молекулы воды нужно 2 молекулы водорода. Это означает, что количество молей водорода, необходимое для получения \( n \) молей воды, будет равно количеству молей воды:
\[ n_{H_2} = n_{H_2O} = 0,597 \, \text{моль H}_2 \]
Шаг 4: Рассчитать объем водорода
При нормальных условиях (н.у.) 1 моль газообразного вещества занимает объем 22,4 литра. Таким образом, чтобы определить объем водорода, используем формулу:
\[ V = n \times V_m \]
где:
- \( V \) — объем (в литрах),
- \( n \) — количество молей (0,597 моль),
- \( V_m \) — молярный объем газа при н.у. (22,4 л/моль).
Подставим значения:
\[ V = 0,597 \, \text{моль} \times 22,4 \, \text{л/моль} \approx 13,4 \, \text{л} \]
Ответ
Для получения 3,6×10²³ молекул воды необходимо приблизительно 13,4 литра водорода при нормальных условиях.
