Дано:
- Объем водорода (H2) = 4.0 дм3 = 4.0 л
- Масса кислорода (O2) = 4.0 г
- Молярная масса O2 ≈ 32.00 г/моль
Найти:
Массу воды (H2O), образующейся при реакции.
Решение:
1. Сначала найдем количество молей водорода:
При нормальных условиях 1 моль газа занимает 22.4 л.
Количество молей H2 = объем / 22.4 л/моль
Количество молей H2 = 4.0 л / 22.4 л/моль ≈ 0.1786 моль
2. Найдем количество молей кислорода:
Количество молей O2 = масса / молярная масса
Количество молей O2 = 4.0 г / 32.00 г/моль = 0.125 моль
3. Реакция между водородом и кислородом:
2 H2 + O2 → 2 H2O
Из уравнения видно, что 2 моль H2 реагируют с 1 моль O2 для образования 2 моль H2O.
4. Определим, какая из реакционных составляющих является лимитирующей:
- Для 0.1786 моль H2 потребуется 0.0893 моль O2 (по стехиометрии 1:2).
- Мы имеем 0.125 моль O2, что больше, чем 0.0893 моль, следовательно, лимитирующим реагентом является водород (H2).
5. Теперь найдем массу воды, образующейся в результате реакции:
Количество молей H2O = количество молей H2
Количество молей H2O = 0.1786 моль
6. Молярная масса H2O ≈ 18.02 г/моль.
Масса H2O = количество молей H2O * молярная масса H2O
Масса H2O = 0.1786 моль * 18.02 г/моль ≈ 3.22 г
Ответ:
Образуется примерно 3.22 г воды.