В результате реакции между водородом и кислородом образовалась вода объёмом 22,5 см³ (ρ(Н₂O) = 1 г/см³). Найдите массы вступивших в реакцию газов.
Химия 8 класс Расчёты по химическим уравнениям.
Для решения задачи нам понадобятся следующие данные:
объём воды, образовавшейся в результате реакции — 22,5 см³;
плотность воды — 1 г/см³.
Также необходимо учесть уравнение химической реакции между водородом и кислородом:
$2H_2 + O_2 = 2H_2O$.
Исходя из уравнения реакции, можно сделать вывод, что для получения 2 молей воды требуется 2 моля водорода и 1 моль кислорода. Молярный объём любого газа при нормальных условиях равен 22,4 л/моль.
Найдём массу воды:
m(H₂O) = V ρ = 22,5 1 = 22,5 (г).
Теперь найдём количество вещества воды:
n(H₂O) = m / M = 22,5 / 18 = 1,25 (моль), где М — молярная масса воды.
Так как соотношение количества вещества водорода и кислорода к количеству вещества воды равно 2 : 1, то количество вещества водорода будет в два раза больше количества вещества воды, а количество вещества кислорода — в два раза меньше:
n($H_2$) = 2 n(H₂O) = 2,5 моль,
n($O_2$) = ½ n(H₂O) = 0,625 моль.
Зная количество вещества газов и молярный объём, найдём объёмы водорода и кислорода:
V($H_2$) = n($H_2$) $V_m$ = 2,5 22,4 = 56 (л),
V($O_2$) = n($O_2$) $V_m$ = 0,625 22,4 = 14 (л).
Наконец, найдём массы водорода и кислорода по формуле:
m = n M, где M — молярная масса вещества.
M($H_2$) = 2 г/моль,
m($H_2$) = 2,5 2 = 5 (г),
M($O_2$) = 32 г/моль,
m($O_2$) = 0,625 * 32 = 20 (г).
Ответ: масса вступившего в реакцию водорода равна 5 граммам, масса вступившего в реакцию кислорода равна 20 граммам.