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.
