Question

Рассчитайте массу воды, полученной при реакции водорода химическим количеством 1 моль с кислородом объемом 22,4 дм3 (н.у.). Какой газ и в каком количестве останется неизрасходованным?

Answer 1

$m_{H_{2}O}=18g\\ n_{O_{2}}=0.5mol$

Объяснение:

Для начала составим уравнение реакции образования воды:

$O_{2}+2H_{2}=2H_{2}O$

Найдем количество вещества водорода для этого объём разделим на молярный объём (1дм³ = 1л):

$n_{H_{2}}=\frac{V_{H_{2}}}{V_{M}} \\n_{H_{2}}=\frac{22.4L}{22.4\frac{L}{mol} } \\n_{H_{2}}=1mol$

Из уравнения видно что для реакции нужно в два раза больше водорода чем кислорода, то есть он тратится в 2 раза быстрее, количество водорода и кислорода у нас равно, следовательно водорода будет не хватать, поэтому реакция остановится когда истратится весь водород

Поэтому решаем по водороду:

Количество вещества водорода относится к количеству вещества воды как 1 : 1 из уравнения, поэтому если водорода 1 моль, то и воды один моль

Найдем массу воды умножив молярную массу на количество вещества:

$m_{H_{2}O}=n_{H_{2}O}*M_{H_{2}O}\\m_{H_{2}O}=1mol*18\frac{g}{mol} \\m_{H_{2}O}=18g$

Так как водород закончится первым, найдем количество кислорода, который вступит в реакцию, из уравнения видно, что $n_{H_{2}}:n_{O_{2}}=2:1$, следовательно если водорода 1 моль, то кислорода в реакцию вступит 0.5 моль

Так как всего кислорода 1 моль, 0.5 прореагировало, то осталось еще 0.5 моль