Номер 111, страница 31 - гдз по химии 8 класс сборник задач Хвалюк, Резяпкин

111. В герметичном сосуде содержится смесь водорода и кислорода. При поджигании смеси образовалась вода массой 0,54 г. Рассчитайте, водород каким объёмом (н. у.) и кислород какой массой содержались в исходной смеси газов.

Дано:

$m(H_2O) = 0.54 \text{ г}$

Условия: н. у. (нормальные условия)

Найти:

$V(H_2)$ — ?

$m(O_2)$ — ?

Решение:

1. Составим уравнение химической реакции образования воды из водорода и кислорода:

$2H_2 + O_2 \rightarrow 2H_2O$

2. Рассчитаем молярную массу воды ($H_2O$). Используем относительные атомные массы элементов: $A_r(H) = 1$, $A_r(O) = 16$.

$M(H_2O) = 2 \times A_r(H) + A_r(O) = 2 \times 1 + 16 = 18 \text{ г/моль}$

3. Вычислим количество вещества (число молей) воды, которая образовалась в результате реакции:

$n(H_2O) = \frac{m(H_2O)}{M(H_2O)} = \frac{0.54 \text{ г}}{18 \text{ г/моль}} = 0.03 \text{ моль}$

4. Используя уравнение реакции, найдем количество вещества водорода ($H_2$) и кислорода ($O_2$), которые прореагировали. Согласно стехиометрическим коэффициентам, соотношение количеств веществ следующее:

$\frac{n(H_2)}{2} = \frac{n(O_2)}{1} = \frac{n(H_2O)}{2}$

Из этого соотношения находим количество вещества водорода:

$n(H_2) = n(H_2O) = 0.03 \text{ моль}$

И количество вещества кислорода:

$n(O_2) = \frac{1}{2} n(H_2O) = \frac{1}{2} \times 0.03 \text{ моль} = 0.015 \text{ моль}$

5. Рассчитаем объем водорода ($H_2$) при нормальных условиях (н. у.). Молярный объем любого газа при н. у. ($V_m$) равен $22.4 \text{ л/моль}$.

$V(H_2) = n(H_2) \times V_m = 0.03 \text{ моль} \times 22.4 \text{ л/моль} = 0.672 \text{ л}$

6. Рассчитаем массу кислорода ($O_2$). Сначала найдем его молярную массу:

$M(O_2) = 2 \times A_r(O) = 2 \times 16 = 32 \text{ г/моль}$

Теперь вычислим массу кислорода:

$m(O_2) = n(O_2) \times M(O_2) = 0.015 \text{ моль} \times 32 \text{ г/моль} = 0.48 \text{ г}$

Ответ: в исходной смеси содержались водород объёмом 0,672 л (н. у.) и кислород массой 0,48 г.