Давайте решим каждую задачу по порядку, подробно объясняя все шаги.
Задача 1: Найти массу кислорода, который выделится при разложении 3,5 г воды.
Химическая реакция разложения воды:
[
2H_2O \rightarrow 2H_2 + O_2
]
Из этой реакции видно, что 2 молекулы воды дают 2 молекулы водорода и 1 молекулу кислорода. Значит, соотношение по молям:
[
2 H_2O \rightarrow 2 H_2 + O_2
]
Обозначим:
Молярная масса воды (H_2O):
[
2 \times 1 (H) + 16 (O) = 18, г/моль
]
Молярная масса кислорода (O_2):
[
2 \times 16 = 32, г/моль
]
Шаг 1: Вычислим количество молей воды, которая разлагается:
[
n_{H_2O} = \frac{m_{H_2O}}{M_{H_2O}} = \frac{3.5, г}{18, г/моль} \approx 0.1944, моль
]
Шаг 2: По уравнению видно, что 2 моля воды дают 1 моль кислорода. Значит, количество кислорода:
[
n_{O_2} = \frac{1}{2} \times n_{H_2O} \approx \frac{1}{2} \times 0.1944 \approx 0.0972, моль
]
Шаг 3: Найдём массу кислорода:
[
m_{O_2} = n_{O_2} \times M_{O_2} = 0.0972 \times 32 \approx 3.11, г
]
Ответ к задаче 1:
Масса кислорода, выделившегося при разложении 3,5 г воды, примерно 3.11 г.
Задача 2: Найти объем водорода, который вступит в реакцию с 4 г азота, и сколько получится аммиака NH₃.
Реакция синтеза аммиака:
[
N_2 + 3 H_2 \rightarrow 2 NH_3
]
Шаг 1: Молярные массы:
- (N_2): (2 \times 14 = 28, г/моль)
- (H_2): (2 \times 1 = 2, г/моль)
- аммиак (NH_3): (14 + 3 \times 1 = 17, г/моль)
Шаг 2: Исходные данные:
- Масса азота: 4 г
- Молярное число азота:
[
n_{N_2} = \frac{4, г}{28, г/моль} \approx 0.143, моль
]
Шаг 3: Из уравнения реакции видно, что 1 моль (N_2) реагирует с 3 моль водорода. Тогда количество водорода:
[
n_{H_2} = 3 \times n_{N_2} = 3 \times 0.143 \approx 0.429, моль
]
Шаг 4: Объем водорода при н.у. (при нормальных условиях, где 1 моль газа занимает 22.4 литра):
[
V_{H_2} = n_{H_2} \times 22.4 \approx 0.429 \times 22.4 \approx 9.62, л
]
Шаг 5: Общее количество аммиака, которое образуется из этого количества реагентов (по уравнению реакции, 1 моль (N_2) даёт 2 моль (NH_3)):
[
n_{NH_3} = 2 \times n_{N_2} = 2 \times 0.143 \approx 0.286, моль
]
Объем аммиака:
[
V_{NH_3} = n_{NH_3} \times 22.4 \approx 0.286 \times 22.4 \approx 6.41, л
]
Ответ к задаче 2:
- Объем водорода, реагирующего с 4 г азота, составляет примерно 9.62 литров.
- В результате реакции получится примерно 6.41 литров аммиака.
Если есть дополнительные вопросы или требуется более подробное объяснение — скажите!
