Номер 5, страница 6 - гдз по химии 8 класс сборник контрольных и самостоятельных работ Сеген, Власовец

Дано

Объем водорода при нормальных условиях $V(\text{H}_2) = 112 \text{ дм}^3$.

Перевод в систему СИ

Объем водорода $V(\text{H}_2) = 112 \text{ дм}^3 = 0.112 \text{ м}^3$.

Молярный объем газа при нормальных условиях $V_m = 22.4 \text{ дм}^3/\text{моль} = 0.0224 \text{ м}^3/\text{моль}$.

Молярная масса магния $M(\text{Mg}) \approx 24.305 \text{ г/моль} = 0.024305 \text{ кг/моль}$.

Число Авогадро $N_A = 6.022 \times 10^{23} \text{ моль}^{-1}$.

Найти:

Масса прореагировавшего магния $m(\text{Mg})$, г.

Число молекул соляной кислоты $N(\text{HCl})$.

Решение

Напишем уравнение химической реакции взаимодействия магния с соляной кислотой:

$\text{Mg} + 2\text{HCl} \to \text{MgCl}_2 + \text{H}_2$

Из уравнения видно, что 1 моль магния реагирует с 2 молями соляной кислоты, образуя 1 моль водорода.

Сначала найдем количество вещества (число молей) выделившегося водорода. Поскольку объем дан при нормальных условиях (н. у.), используем молярный объем газа при н. у., который равен $22.4 \text{ дм}^3/\text{моль}$:

$n(\text{H}_2) = \frac{V(\text{H}_2)}{V_m}$

$n(\text{H}_2) = \frac{112 \text{ дм}^3}{22.4 \text{ дм}^3/\text{моль}} = 5 \text{ моль}$

массу (г) прореагировавшего магния

Согласно стехиометрии реакции, количество прореагировавшего магния равно количеству выделившегося водорода:

$n(\text{Mg}) = n(\text{H}_2) = 5 \text{ моль}$

Теперь вычислим массу магния, используя его молярную массу $M(\text{Mg}) \approx 24.305 \text{ г/моль}$:

$m(\text{Mg}) = n(\text{Mg}) \times M(\text{Mg})$

$m(\text{Mg}) = 5 \text{ моль} \times 24.305 \text{ г/моль} = 121.525 \text{ г}$

Ответ: $121.525 \text{ г}$

число молекул кислоты, вступивших в реакцию

Согласно стехиометрии реакции, количество прореагировавшей соляной кислоты в два раза больше количества выделившегося водорода:

$n(\text{HCl}) = 2 \times n(\text{H}_2)$

$n(\text{HCl}) = 2 \times 5 \text{ моль} = 10 \text{ моль}$

Теперь вычислим число молекул соляной кислоты, используя число Авогадро $N_A = 6.022 \times 10^{23} \text{ моль}^{-1}$:

$N(\text{HCl}) = n(\text{HCl}) \times N_A$

$N(\text{HCl}) = 10 \text{ моль} \times 6.022 \times 10^{23} \text{ моль}^{-1} = 6.022 \times 10^{24}$

Ответ: $6.022 \times 10^{24}$