Сколько граммов воды образуется при сжигании смеси содержащих 56 литров водорода (н.у) и 56 грамм кислорода
Для решения задачи сначала определим, сколько водорода и кислорода участвует в реакции сгорания.
Определение количества вещества водорода: Объем 1 моля водорода (H₂) при нормальных условиях (н.у.) – 22.4 литра. Соответственно, количество вещества водорода (n_H2) можно найти по формуле: \[ n_{H₂} = \frac{V_{H₂}}{V_{моль}} = \frac{56 \, \text{л}}{22.4 \, \text{л/моль}} \approx 2.5 \, \text{моль} \]
Определение количества вещества кислорода: Молярная масса кислорода (O₂) составляет 32 грамма/моль. Для заданного количества (56 грамм) кислорода: \[ n_{O₂} = \frac{m_{O₂}}{M_{O₂}} = \frac{56 \, \text{г}}{32 \, \text{г/моль}} = 1.75 \, \text{моль} \]
Запись уравнения реакции: Реакция сгорания водорода с кислородом выглядит так: \[ 2H₂ + O₂ \rightarrow 2H₂O \] Из уравнения видно, что 2 моли водорода реагируют с 1 молью кислорода, образуя 2 моли воды.
Определение лимитирующего реагента: По уравнению реакции видно, что для 2.5 моль водорода необходимо: \[ n_{O₂, необходимое} = \frac{n_{H₂}}{2} = \frac{2.5}{2} = 1.25 \, \text{моль} \] У нас есть 1.75 моль кислорода, значит, кислорода достаточно. Лимитирующим реагентом является водород.
Определение количества образовавшейся воды: Из уравнения видно, что 2 моль водорода образуют 2 моль воды: За каждый моль водорода образуется 1 моль воды, следовательно, 2.5 моль водорода даст 2.5 моль воды: \[ n_{H₂O} = n_{H₂} = 2.5 \, \text{моль} \]
Расчет массы образовавшейся воды: Молярная масса воды (H₂O) составляет 18 грамм/моль: \[ m_{H₂O} = n_{H₂O} \times M_{H₂O} = 2.5 \, \text{моль} \times 18 \, \text{г/моль} = 45 \, \text{г} \]
Таким образом, при сжигании смеси получится 45 граммов воды.
