Номер 108, страница 31 - гдз по химии 8 класс сборник задач Хвалюк, Резяпкин

108. В сосуд поместили водород химическим количеством 3 моль и кислород химическим количеством 2 моль и подожгли. Определите, какое вещество прореагирует не полностью, и рассчитайте его химическое количество.

Дано:

Химическое количество водорода $n(H_2) = 3 \text{ моль}$
Химическое количество кислорода $n(O_2) = 2 \text{ моль}$

Найти:

Вещество, которое прореагирует не полностью - ?
Его оставшееся химическое количество $n_{\text{ост.}}$ - ?

Решение:

1. Для решения задачи сначала необходимо составить уравнение химической реакции горения водорода в кислороде. В результате этой реакции образуется вода ($H_2O$). $2H_2 + O_2 \rightarrow 2H_2O$

2. Из уравнения реакции видно, что стехиометрическое соотношение реагентов составляет 2 моль водорода к 1 моль кислорода. $\frac{n(H_2)}{n(O_2)} = \frac{2}{1}$

3. Теперь определим, какое из веществ находится в избытке, а какое — в недостатке. Для этого необходимо сравнить имеющееся соотношение количеств веществ со стехиометрическим. Имеющееся соотношение: $\frac{n(H_2)}{n(O_2)} = \frac{3 \text{ моль}}{2 \text{ моль}} = 1.5$
Стехиометрическое соотношение по уравнению: $\frac{2}{1} = 2$

Так как фактическое соотношение ($1.5$) меньше стехиометрического ($2$), это означает, что водород находится в недостатке по отношению к кислороду. Следовательно, водород прореагирует полностью, а кислород — не полностью (он в избытке). Расчеты необходимо вести по веществу, находящемуся в недостатке, то есть по водороду.

4. Рассчитаем количество кислорода, которое вступит в реакцию с 3 моль водорода, используя стехиометрическое соотношение из уравнения реакции: $n_{\text{реаг.}}(O_2) = \frac{1}{2} n(H_2) = \frac{1}{2} \cdot 3 \text{ моль} = 1.5 \text{ моль}$

5. Зная исходное количество кислорода и количество кислорода, вступившее в реакцию, найдем количество кислорода, которое останется после реакции: $n_{\text{ост.}}(O_2) = n_{\text{исх.}}(O_2) - n_{\text{реаг.}}(O_2)$
$n_{\text{ост.}}(O_2) = 2 \text{ моль} - 1.5 \text{ моль} = 0.5 \text{ моль}$

Таким образом, вещество, которое прореагирует не полностью, – это кислород.

Ответ: вещество, которое прореагирует не полностью – кислород; его химическое количество составляет 0.5 моль.