Помогите с задачей по химии
Рассчитайте массу оксида фосфора (V), который получится при полном сгорании 75 г фосфора. Каков объем кислорода для этого понадобится
Рассмотрим решение задачи поэтапно:
1. Записываем уравнение реакции:
4P + 5O₂ → 2P₂O₅
2. Рассчитываем количество вещества фосфора:
n(P) = m(P) / M(P) = 75 г / 31 г/моль = 2.42 моль
3. Определяем количество вещества оксида фосфора (V):
По уравнению реакции видно, что из 4 моль фосфора образуется 2 моль оксида фосфора (V). Следовательно:
n(P₂O₅) = n(P) * 2 / 4 = 2.42 моль * 2 / 4 = 1.21 моль
4. Вычисляем массу оксида фосфора (V):
m(P₂O₅) = n(P₂O₅) * M(P₂O₅) = 1.21 моль * 142 г/моль = 171.82 г
5. Определяем количество вещества кислорода:
По уравнению реакции видно, что для сгорания 4 моль фосфора необходимо 5 моль кислорода. Следовательно:
n(O₂) = n(P) * 5 / 4 = 2.42 моль * 5 / 4 = 3.03 моль
6. Вычисляем объем кислорода:
V(O₂) = n(O₂) * Vm = 3.03 моль * 22.4 л/моль = 67.87 л
Ответ:
• Масса оксида фосфора (V): 171.82 г
• Объем кислорода: 67.87 л
Для решения этой задачи сначала найдем массу оксида фосфора (\(P_2O_5\)), который образуется при сгорании фосфора (\(P\)), а затем вычислим необходимый объем кислорода (\(O_2\)).
### Шаг 1: Реакция и молярные массы
Реакция сгорания фосфора:
\[ 4P + 5O_2 \rightarrow 2P_2O_5 \]
Молярные массы:
- \(P\) (фосфор) = 30.97 г/моль
- \(O_2\) (кислород) = 32.00 г/моль
- \(P_2O_5\) (оксид фосфора) = 141.94 г/моль
### Шаг 2: Масса \(P_2O_5\)
1. Масса фосфора: 75 г
2. Моли фосфора: \(\frac{75 \text{ г}}{30.97 \text{ г/моль}} \approx 2.42 \text{ моль
Продолжим расчеты:
### Шаг 2 (продолжение): Масса \(P_2O_5\)
Из уравнения реакции видно, что 4 моль \(P\) дают 2 моль \(P_2O_5\). Таким образом, мы можем использовать стехиометрические соотношения для расчета молей \(P_2O_5\):
\[ \text{Моли } P_2O_5 = \frac{2.42 \text{ моль } P}{4} \times 2 = 1.21 \text{ моль } P_2O_5 \]
Теперь находим массу \(P_2O_5\):
\[ \text{Масса } P_2O_5 = 1.21 \text{ моль } \times 141.94 \text{ г/моль} = 171.75 \text{ г} \]
### Шаг 3: Объем кислорода
Мы уже нашли количество молей фосфора (2.42 моль). Из химического уравнения видно, что на 4 моль \(P\) требуется 5 молей \(O_2\), поэтому рассчитаем необходимое количество молей кислорода:
\[ \text{Моли } O_2 = \frac{5}{4} \times 2.42 \text{ моль } P = 3.025 \text{ моль } O_2 \]
### Шаг 4: Перевод молей кислорода в объем
Используя идеальное газовое уравнение при стандартных условиях (0°C и 101.3 кПа), 1 моль любого газа занимает объем 22.4 литра при нормальных условиях. Поэтому:
\[ \text{Объем } O_2 = 3.025 \text{ моль } \times 22.4 \text{ л/моль} = 67.76 \text{ литров} \]
### Итог:
- Масса оксида фосфора (V) (\(P_2O_5\)) составит приблизительно 171.75 г.
- Для реакции потребуется около 67.76 литров
