8-7. Вычислите массу и объем (н.у.) кислорода, необходимые для сжигания 20 г водорода. Рассчитайте массу образовавшейся воды.

Разбираемся:

1. Запишем уравнение реакции горения водорода:

   2H ₂ + O₂ → 2H₂O

2. Найдем количество вещества водорода:

   \[ n(H_2) = \frac{m(H_2)}{M(H_2)} = \frac{20 \text{ г}}{2 \text{ г/моль}} = 10 \text{ моль} \]

3. По уравнению реакции:

   • на 2 моль H₂ требуется 1 моль O₂, значит, кислорода нужно в два раза меньше, чем водорода.
   • образуется 2 моль H₂O, значит, воды образуется столько же, сколько было водорода.

4. Найдем количество вещества кислорода:

   \[ n(O_2) = \frac{1}{2} n(H_2) = \frac{1}{2} \cdot 10 \text{ моль} = 5 \text{ моль} \]

5. Найдем массу кислорода:

   \[ m(O_2) = n(O_2) \cdot M(O_2) = 5 \text{ моль} \cdot 32 \text{ г/моль} = 160 \text{ г} \]

6. Найдем объем кислорода (н.у.):

   \[ V(O_2) = n(O_2) \cdot V_m = 5 \text{ моль} \cdot 22.4 \text{ л/моль} = 112 \text{ л} \]

7. Найдем количество вещества воды:

   \[ n(H_2O) = n(H_2) = 10 \text{ моль} \]

8. Найдем массу воды:

   \[ m(H_2O) = n(H_2O) \cdot M(H_2O) = 10 \text{ моль} \cdot 18 \text{ г/моль} = 180 \text{ г} \]

Ответ:

• Масса кислорода: 160 г
• Объем кислорода: 112 л
• Масса воды: 180 г