Номер 155, страница 37 - гдз по химии 8 класс сборник задач Хвалюк, Резяпкин

155. При сгорании сероводорода $H_2S$ образуются вода и оксид серы(IV). Рассчитайте объём (н. у.) сожжённого сероводорода, если при этом образовалась вода массой 520 мг. Кислород какого объёма (н. у.) потребовался для реакции?

Дано:

Реакция: сгорание $H_2S$

Продукты: $H_2O$ и $SO_2$

$m(H_2O) = 520 \text{ мг}$

Условия: нормальные (н. у.)

Перевод в СИ (для расчетов используются граммы):

$m(H_2O) = 520 \text{ мг} = 0.52 \text{ г}$

Найти:

$V(H_2S) - ?$

$V(O_2) - ?$

Решение:

1. Составим уравнение реакции горения сероводорода ($H_2S$) в кислороде ($O_2$). Согласно условию, продуктами реакции являются вода ($H_2O$) и оксид серы(IV) ($SO_2$). Уравняем реакцию:

$2H_2S + 3O_2 \rightarrow 2SO_2 + 2H_2O$

2. Рассчитаем количество вещества (в молях) воды, которая образовалась в результате реакции. Для этого нам понадобится молярная масса воды.

Молярная масса воды $M(H_2O)$:

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

Количество вещества воды $n(H_2O)$:

$n(H_2O) = \frac{m(H_2O)}{M(H_2O)} = \frac{0.52 \text{ г}}{18 \text{ г/моль}} \approx 0.0289 \text{ моль}$

Теперь, используя полученные данные, мы можем рассчитать объёмы требуемых газов.

Расчет объёма (н. у.) сожжённого сероводорода

Из уравнения реакции видно, что стехиометрические коэффициенты перед сероводородом и водой равны (2:2). Это означает, что их количества вещества равны:

$n(H_2S) = n(H_2O) \approx 0.0289 \text{ моль}$

Объём газа при нормальных условиях (н. у.) вычисляется по формуле $V = n \cdot V_m$, где $V_m$ — молярный объём газа, равный $22.4 \text{ л/моль}$.

Рассчитаем объём сероводорода:

$V(H_2S) = n(H_2S) \cdot V_m = \frac{0.52}{18} \text{ моль} \cdot 22.4 \text{ л/моль} \approx 0.647 \text{ л}$

Округляя результат до двух значащих цифр (согласно данным в условии $520$ мг), получаем $0.65$ л.

Ответ: объём сожжённого сероводорода составляет 0.65 л.

Расчет объёма (н. у.) кислорода, потребовавшегося для реакции

Из уравнения реакции видно, что соотношение количеств вещества кислорода и воды составляет 3:2.

$\frac{n(O_2)}{3} = \frac{n(H_2O)}{2}$

Отсюда выразим и найдем количество вещества кислорода:

$n(O_2) = \frac{3}{2} \cdot n(H_2O) = 1.5 \cdot \frac{0.52}{18} \text{ моль} \approx 0.0433 \text{ моль}$

Теперь рассчитаем объём кислорода по той же формуле:

$V(O_2) = n(O_2) \cdot V_m = (1.5 \cdot \frac{0.52}{18}) \text{ моль} \cdot 22.4 \text{ л/моль} \approx 0.971 \text{ л}$

Округляя результат до двух значащих цифр, получаем $0.97$ л.

Ответ: для реакции потребовалось 0.97 л кислорода.