Рассчитайте массу воды (H₂O), образующейся при взрыве смеси водорода (H₂) массой 2 грамма и кислорода (O₂) массой 12 грамм.

Решение задачи

Перед решением задачи, напомню, что вещества вступают в реакцию в определенных стехиометрических отношениях. Если для реакции взяты вещества в отношениях, не соответствующих стехиометрическим, то одно из них окажется в избытке. Масса образовавшегося продукта определяется по массе исходного вещества, прореагировавшего полностью. Такие задачи относят к задачам на избыток-недостаток.

Cоставим уравнение реакции образования воды:

Из уравнения реакции следует, что водород (H₂) и кислород (O₂) взаимодействуют в молярном отношении 2 : 1.

Найдем, какое из веществ, вступивших в реакцию, дано в избытке, а какое – в недостатке. Для этого найдем химическое количество веществ и сопоставим их с соотношением количеств этих веществ в уравнении реакции. Воспользуемся формулой, устанавливающей связь между химическим количеством вещества и массой:

Получаем:

Следовательно, водород взят в избытке (1 : 0,375 = 2,667 : 1).

Далее расчет проводим по кислороду (O₂) – веществу, взятому в недостатке.

Рассчитаем молярные массы веществ, вступивших в реакцию:

M (H₂O) = 2 + 16 = 18 (г/моль)

M (O₂) = 2 ∙ 16 = 32 (г/моль)

Согласно уравнению реакции найдем, какая масса воды образуется при участии 12 грамм кислорода (O₂):

при взаимодействии 12 г O₂ с H₂ образуется  г H₂O

при взаимодействии 32 г O₂ с H₂ образуется 36 г H₂O

Откуда:

Следовательно, масса воды (H₂O), образующейся при взрыве смеси водорода (H₂) и кислорода (O₂) равна 13,5 грамм.

Ответ:

масса воды равна 13,5 грамм.