Чтобы решить задачу, давайте сначала выясним, как вода (H₂O) образуется из водорода (H₂) и кислорода (O₂). Химическая реакция, в которой водород реагирует с кислородом для образования воды, выглядит следующим образом:
[ 2H_2 + O_2 \rightarrow 2H_2O ]
Шаг 1: Определим соотношения в реакции
Согласно уравнению реакции,:
- 2 молекулы водорода (H₂) реагируют с 1 молекулой кислорода (O₂) для получения 2 молекул воды (H₂O).
Шаг 2: Вычислим количество молей водорода
Зная, что нам дано 10 г водорода, давайте найдем количество молей водорода. Для этого используем молярную массу водорода.
- Молярная масса водорода (H₂) = 2 г/моль (1 г/моль на атом, 2 атома в молекуле).
Теперь вычислим количество молей:
[
n(H_2) = \frac{m}{M} = \frac{10 , \text{г}}{2 , \text{г/моль}} = 5 , \text{моль}
]
Шаг 3: Определим количество молей кислорода
По уравнению реакции мы видим, что на 2 моль водорода требуется 1 моль кислорода. Таким образом, для 5 моль водорода требуется:
[
n(O_2) = \frac{1}{2} \cdot n(H_2) = \frac{1}{2} \cdot 5 , \text{моль} = 2.5 , \text{моль}
]
Шаг 4: Вычислим массу кислорода
Теперь нам нужно знать, какая масса соответствует 2.5 моль кислорода. Молярная масса кислорода (O₂) = 32 г/моль (16 г/моль на атом, 2 атома в молекуле).
Теперь можем вычислить массу кислорода:
[
m(O_2) = n(O_2) \cdot M(O_2) = 2.5 , \text{моль} \cdot 32 , \text{г/моль} = 80 , \text{г}
]
Ответ
Масса кислорода, затраченная на производство воды из 10 г водорода, составляет 80 г.
