Вопрос школьника
Определите объем (в литрах при н.у.) водорода, который потребуется для восстановления 16 г оксида меди (II). Выход продукта считать 100%.
Ответ от учителя
Для решения данной задачи необходимо использовать уравнение реакции восстановления оксида меди (II) водородом:
CuO + H2 → Cu + H2O
Из уравнения видно, что на один моль оксида меди (II) требуется один моль водорода. Молярная масса оксида меди (II) равна 79,55 г/моль, следовательно, для восстановления 16 г оксида меди (II) потребуется:
n = m/M = 16 г / 79,55 г/моль = 0,201 моль оксида меди (II)
Так как на один моль оксида меди (II) требуется один моль водорода, то для восстановления 0,201 моль оксида меди (II) потребуется также 0,201 моль водорода.
Объем водорода можно рассчитать по уравнению состояния идеального газа:
V = nRT/P
где V — объем газа, n — количество вещества газа, R — универсальная газовая постоянная (0,0821 л·атм/моль·К), T — температура газа в Кельвинах, P — давление газа в атмосферах.
При нормальных условиях (н.у.) температура равна 273,15 К, а давление равно 1 атмосфере. Подставляя значения в формулу, получаем:
V = 0,201 моль × 0,0821 л·атм/моль·К × 273,15 К / 1 атм = 4,4 л
Таким образом, для восстановления 16 г оксида меди (II) потребуется 0,201 моль водорода, что соответствует объему 4,4 л при нормальных условиях.
