Дано: m(H2O)=180 г
Найти: N(O2)-?, V(H2)-?
Решение:
1-й способ
1. Количество вещества воды массой 180 г рассчитываем по формуле: n=m/M, где M ― молярная масса.
Mr(H2O)=2•Ar(H)+Ar(O)=2•1+16=18, поэтому M(H2O)=18 г/моль
n(H2O)=m(H2O)/M(H2O)=180 г : 18 г/моль = 10 моль
2. Составим химическое уравнение:
2H2O = 2H2 + O2↑
По уравнению реакции n(H2O):n(H2):n(O2)=2:2:1, то есть с 2 моль воды образуется 2 моль водорода и 1 моль кислорода, следовательно, количество вещества кислорода и воды одинаковое, а количество вещества кислорода в 2 раза меньше количества вещества воды, поэтому
n(H2)=n(H2O)=10 моль
n(O2)=n(H2O):2=10 моль : 2=5 моль
3.Число молекул кислорода в количестве вещества 5 моль вычисляем по формуле: N=n•NA, где NA ― число Авогадро.
N(O2)=n(O2)•NA=5 моль • 6•1023моль-1=30•10^23 =3•10^24молекул
4. Объём водорода количеством вещества 10 моль рассчитываем по формуле: V=n•VM, где VM ― молярный объём.
V(Н2)=n(Н2)•VM=10 моль • 22,4 л/моль=224 л
2-й способ
1. Составим химическое уравнение:
180 г х л у моль
2H2O = 2H2 + O2↑
36 г 44,8 л 1 моль
Над формулами соединений H2O, H2 и O2 записываем приведенную в условии задачи массу воды (180 г), неизвестные объём водорода и количество вещества кислорода (х л и у моль соответственно), а под формулами соединений ― массу и объём соответствующего количества вещества согласно коэффициентам в химическом уравнении. При н.у. 1 моль газа занимает объём 22,4 л, а 2 моль ― в 2 раза больший объем, то есть 44,8 л.
M(H2O)=18 г/моль, масса 1 моль=18 г, а масса 2 моль=36 г
2. Объём водорода рассчитываем с помощью пропорции:
180 г / 36 г = х л / 44,8 л, отсюда
х=V(H2)=44,8 л • 180 г : 36 г=224 л
3. Количество вещества кислорода рассчитываем с помощью пропорции:
180 г / 36 г = у моль / 1 моль, отсюда
у=n(О2)= 180 г • 1 моль : 36 г=5 моль
4. Число молекул кислорода в количестве вещества 5 моль вычисляем по формуле: N=n•NA, где NA ― число Авогадро.
N(O2)=n(O2)•NA=5 моль • 6•10^23моль-1=30•1023 =3•10^24 молекул
Ответ: при разложении 180 г воды образуется 3•10^24 молекул кислорода и 224 л водорода.