4. Найти объем водорода, который прореагирует с кислородом массой 64 г (5 баллов)
Для решения задачи о нахождении объема водорода, который прореагирует с 64 граммами кислорода, нам нужно использовать понятия из химии и уравнения реакции.
Шаг 1: Запишем уравнение реакции
Реакция водорода с кислородом проходит по уравнению: \[ 2H_2 + O_2 \rightarrow 2H_2O \] Это говорит о том, что на 2 молекулы водорода (H₂) реагирует 1 молекула кислорода (O₂).
Шаг 2: Найдем молекулярные массы элементов
- Молярная масса водорода (H): \(1 \, \text{г/моль}\)
- Молярная масса кислорода (O): \(16 \, \text{г/моль}\)
Таким образом, молярная масса молекулы кислорода (O₂): \[ 16 \, \text{г/моль} \times 2 = 32 \, \text{г/моль} \]
Шаг 3: Найдем количество молей кислорода
Используем формулу: \[ n = \frac{m}{M} \] где:
- \( n \) — количество молей,
- \( m \) — масса (в граммах),
- \( M \) — молярная масса (в г/моль).
Для кислорода (O₂): \[ n_{O_2} = \frac{64 \, \text{г}}{32 \, \text{г/моль}} = 2 \, \text{моля} \]
Шаг 4: Определим количество молей водорода, необходимого для реакции
Согласно уравнению реакции, на 1 моль кислорода (O₂) требуется 2 моль водорода (H₂). Следовательно, для 2 моль кислорода потребуется: \[ n_{H_2} = 2 \times n_{O_2} = 2 \times 2 = 4 \, \text{моля} \]
Шаг 5: Найдем объем водорода при стандартных условиях
По закону Авогадро, 1 моль газа при стандартных условиях (температура 0 °C и давление 1 атм) занимает объем 22,4 литра. Таким образом, объем 4 молей водорода составляет: \[ V_{H_2} = n_{H_2} \times 22,4 \, \text{л/моль} = 4 \, \text{моля} \times 22,4 \, \text{л/моль} = 89,6 \, \text{л} \]
Итог
Объем водорода, который прореагирует с 64 г кислорода, составляет 89,6 литров.
