Вопрос школьника
Від взаємодії барію з водою утворився барій гідроксид кількістю речовини 0,2 моль. Обчисліть кількості речовин і маси барію та води, що вступили в реакцію. Який об’єм газу утворився? (н.у.)
Ответ от учителя
Уравнение реакции между барием и водой:
Ba + 2H2O → Ba(OH)2 + H2
Из уравнения видно, что на каждый моль бария, который вступает в реакцию, образуется один моль гидрогена. Таким образом, количество газа, образовавшегося в реакции, равно 0,2 моль.
Для расчета количества вещества бария, вступившего в реакцию, воспользуемся уравнением реакции и законом сохранения массы:
n(Ba) = n(Ba(OH)2) = 0,2 моль
Молярная масса бария равна 137,33 г/моль, следовательно, масса бария, вступившего в реакцию, равна:
m(Ba) = n(Ba) * M(Ba) = 0,2 моль * 137,33 г/моль = 27,47 г
Для расчета количества воды, вступившей в реакцию, воспользуемся уравнением реакции и законом сохранения массы:
n(H2O) = 2 * n(Ba(OH)2) = 0,4 моль
Молярная масса воды равна 18,02 г/моль, следовательно, масса воды, вступившей в реакцию, равна:
m(H2O) = n(H2O) * M(H2O) = 0,4 моль * 18,02 г/моль = 7,21 г
Объем газа, образовавшегося в реакции, можно рассчитать по уравнению состояния идеального газа:
V = n * R * T / P
где V — объем газа, n — количество вещества газа, R — универсальная газовая постоянная (8,31 Дж/(моль*К)), T — температура газа (н.у. — 0 °C или 273,15 К), P — давление газа (н.у. — 101,3 кПа).
Подставляя известные значения, получаем:
V = 0,2 моль * 8,31 Дж/(моль*К) * 273,15 К / 101,3 кПа = 4,47 л
Таким образом, в результате взаимодействия бария с водой образовалось 0,2 моль бария гидроксида, вступивших в реакцию 0,4 моль воды, масса бария составила 27,47 г, масса воды — 7,21 г, а объем газа, образовавшегося в реакции, равен 4,47 л (н.у.).
