Давайте по порядку разберем все части вашего вопроса.
1. Вычисление массовой доли водорода в воде (H2O) и в метане (CH4):
Массовая доля элемента в соединении рассчитывается по формуле:
Массовая доля = (масса элемента / молярная масса соединения) * 100%
- Вода (H2O):
- Молярная масса водорода (H) = 1 г/моль. В воде 2 атома водорода, значит, 2 * 1 = 2 г.
- Молярная масса кислорода (O) = 16 г/моль.
- Общая молярная масса воды = 2 + 16 = 18 г/моль.
- Теперь находим массовую долю водорода: (2 г / 18 г) * 100% = 11,11%.
- Метан (CH4):
- Молярная масса углерода (C) = 12 г/моль.
- Молярная масса водорода (H) = 1 г/моль. В метане 4 атома водорода, значит, 4 * 1 = 4 г.
- Общая молярная масса метана = 12 + 4 = 16 г/моль.
- Теперь находим массовую долю водорода: (4 г / 16 г) * 100% = 25%.
2. Объем водорода при нормальных условиях:
При нормальных условиях 1 моль газа занимает объем 22,4 литра.
- а) 0,1 моль водорода:
- Объем = 0,1 моль * 22,4 л/моль = 2,24 литра.
- б) 0,5 моль водорода:
- Объем = 0,5 моль * 22,4 л/моль = 11,2 литра.
- в) 5 моль водорода:
- Объем = 5 моль * 22,4 л/моль = 112 литров.
3. Вычисление количества вещества и массы цинка, который прореагирует с 9,8 г серной кислоты (H2SO4):
Сначала найдем количество вещества серной кислоты:
- Молярная масса H2SO4 = 2*1 + 32 + 4*16 = 98 г/моль.
- Количество вещества (n) = масса / молярная масса = 9,8 г / 98 г/моль = 0,1 моль.
Реакция между цинком и серной кислотой выглядит так:
Zn + H2SO4 → ZnSO4 + H2↑
Из уравнения видно, что 1 моль цинка реагирует с 1 моль серной кислоты. Значит, 0,1 моль H2SO4 прореагирует с 0,1 моль Zn.
Теперь найдем массу цинка:
- Молярная масса цинка (Zn) = 65 г/моль.
- Масса Zn = количество вещества * молярная масса = 0,1 моль * 65 г/моль = 6,5 г.
Итак, итоговые ответы:
- Массовая доля водорода в воде = 11,11%; в метане = 25%.
- Объем 0,1 моль водорода = 2,24 л; 0,5 моль = 11,2 л; 5 моль = 112 л.
- Количество вещества серной кислоты = 0,1 моль; масса цинка = 6,5 г.