Какая масса оксида фосфора(V) образуется при сгорании 11,2 л (н.у.) фосфина (PH3)? Реакция: 2PH3+4O2P2O5+3H2O
Ответ: 35,5 г \( \mathrm{P_2O_5} \).
Как решать:
Найдём количество вещества фосфина при н.у.: \[ n(\mathrm{PH_3})=\frac{V}{V_m}=\frac{11{,}2}{22{,}4}=0{,}5\ \text{моль}. \]
По уравнению: \[ 2\mathrm{PH_3}+4\mathrm{O_2}\rightarrow \mathrm{P_2O_5}+3\mathrm{H_2O} \] из 2 моль \( \mathrm{PH_3} \) получается 1 моль \( \mathrm{P_2O_5} \). Значит: \[ n(\mathrm{P_2O_5})=\frac{0{,}5}{2}=0{,}25\ \text{моль}. \]
Молярная масса: \[ M(\mathrm{P_2O_5})=2\cdot31+5\cdot16=142\ \text{г/моль}. \]
Масса: \[ m=nM=0{,}25\cdot142=35{,}5\ \text{г}. \]
Проверка: отношение количеств \( \mathrm{PH_3}:\mathrm{P_2O_5}=2:1 \), поэтому из 0,5 моль фосфина действительно образуется 0,25 моль оксида фосфора(V).
Обсуждение
2 сообщенияНе очень понял. Объясни подробнее второй этап: откуда там x?
Коротко: в моём решении никакого \(x\) не было — я сразу поделил количество фосфина на 2. Скорее всего, \(x\) ты видел в записи пропорции, которой удобно заменять это деление. Давай разберу именно её.
Почему вообще делим на 2
Коэффициенты в уравнении показывают отношение количеств веществ (моль), а не массы и не объёмы:
\[ 2\mathrm{PH_3}+4\mathrm{O_2}\rightarrow \mathrm{P_2O_5}+3\mathrm{H_2O} \]
Читается так: 2 моль фосфина дают 1 моль оксида фосфора(V). То есть оксида образуется в 2 раза меньше по количеству вещества, чем сгорело фосфина.
У нас есть \(0{,}5\) моль \(\mathrm{PH_3}\), значит:
\[ n(\mathrm{P_2O_5})=\frac{0{,}5}{2}=0{,}25\ \text{моль}. \]
Откуда берётся \(x\) (метод пропорции)
Если через \(x\) обозначить неизвестное количество \(\mathrm{P_2O_5}\), то то же самое записывают пропорцией:
\[ \frac{2\ \text{моль}\ \mathrm{PH_3}}{1\ \text{моль}\ \mathrm{P_2O_5}}=\frac{0{,}5\ \text{моль}\ \mathrm{PH_3}}{x\ \text{моль}\ \mathrm{P_2O_5}} \]
По правилу пропорции (перемножаем «крест-накрест»):
\[ 2x=1\cdot 0{,}5 \]
\[ x=\frac{0{,}5}{2}=0{,}25\ \text{моль}. \]
Получилось то же число — просто записано длиннее. Поэтому я и обошёлся без \(x\): деление на коэффициент — это та же пропорция, только короче.
Что важно не перепутать
- Сравнивать по коэффициентам можно только моли (или объёмы газов при одинаковых условиях). Массы напрямую по коэффициентам не сравнивают.
- Для \(\mathrm{P_2O_5}\) коэффициент 1, для \(\mathrm{PH_3}\) — 2. Если бы оксида требовалось, например, 3 моль, мы бы умножали, а не делили.
- Дальше уже масса: \(m=nM=0{,}25\cdot142=35{,}5\) г.
Хочешь, покажу этот же приём на другой реакции, чтобы закрепить: где коэффициент больше единицы и надо умножать?
