Давайте подробно разберем задачу:
Задача:
При взаимодействии 46 г натрия с водой было получено 20 л водорода. Нужно определить, какая это часть от теоретически возможного количества водорода.
Шаг 1. Запишем уравнение реакции
При реакции натрия с водой происходит следующее:
\[ 2Na + 2H_2O \rightarrow 2NaOH + H_2 \]
Из уравнения видно, что 2 молекулы натрия выделяют 1 молекулу водорода.
Шаг 2. Найдем молярную массу натрия
Молярная масса натрия (Na):
\[ Na = 23\, \text{г/моль} \]
Объем водорода при нормальных условиях (0 °C, 1 атм):
\[ 1\, моль \, H_2 \text{ занимает } 22,4\, л \]
Шаг 3. Найдём количество натрия в 46 г
\[ n_{Na} = \frac{масса}{молярная масса} = \frac{46\, г}{23\, г/моль} = 2\, моль \]
Это количество натрия соответствует полной реакции.
Шаг 4. Рассчитаем теоретический объем водорода
Из уравнения реакции 2 моль натрия дают 1 моль водорода.
- Количество натрия: 2 моль
- Соотношение: 2 Na : 1 H₂
Значит, 2 моль натрия могут выделить:
\[ \frac{1}{2} \times 2\, моль = 1\, моль \, H_2 \]
Объем водорода, который может быть получен:
\[ V_{теорет} = 1\, моль \times 22,4\, л/моль = 22,4\, л \]
Шаг 5. Рассчитаем процент от теоретически возможного
Фактический объем водорода: 20 л
Процент:
\[ \frac{фактический}{теоретический} \times 100\% = \frac{20}{22,4} \times 100\% \approx 89,3\% \]
Ответ:
Полученный водород составляет примерно 89,3% от теоретически возможного.