Какой объем водорода (н. у.) прореагирует с 32 граммами кальция? Проведите вычисления с точностью до сотых. Ваш ответ

Ярило

28

Чтобы найти объем водорода (н. у.), прореагировавшего с 32 граммами кальция, мы должны использовать стехиометрическое соотношение между реагентами, то есть молярные соотношения между ионами. Давайте начнем с балансировки уравнения реакции между кальцием (Ca) и водородом (H₂):

\[Ca + H₂ → CaH₂\]

Согласно данному уравнению, каждая молекула кальция реагирует с одной молекулой водорода, образуя одну молекулу CaH₂. Чтобы найти количество водорода, мы сначала должны вычислить количество молекул кальция, а затем преобразовать его в граммы и далее в объем водорода.

1. Найдем количество молекул кальция, используя его молярную массу (40.08 г/моль) и молярное количество (Avogadro"s number, 6.022 × 10²³ молекул/моль):

\[Моля \ Ca = \frac{Масса \ Ca}{Молярная \ масса \ Ca}\]
\[= \frac{32 \ г}{40.08 \ г/моль}\]

2. Преобразуем моль кальция в молекулы водорода, учитывая стехиометрическое соотношение 1:1:

\[Моля \ H₂ = Моля \ Ca\]

3. Преобразуем молекулы водорода в граммы, используя молярную массу водорода (2 г/моль):

\[Масса \ H₂ = Моля \ H₂ \times Молярная \ масса \ H₂\]

4. Наконец, преобразуем граммы водорода в объем, используя плотность водорода (0.0899 г/дм³) и его молярный объем при н.у. (22.4 л/моль):

\[Объем \ H₂ = \frac{Масса \ H₂}{Плотность \ H₂} = \frac{Масса \ H₂ \times Молярный \ объем}{Молярная \ масса \ H₂}\]

Подставляя значения, получим:

\[Моля \ Ca = \frac{32 \ г}{40.08 \ г/моль} = 0.798 \ моль\]
\[Моля \ H₂ = 0.798 \ моль\]
\[Масса \ H₂ = 0.798 \ моль \times 2 \ г/моль = 1.596 \ г\]
\[Объем \ H₂ = \frac{1.596 \ г}{0.0899 \ г/дм³} \times \frac{22.4 \ л/моль}{2 \ г/моль}\]

Выполняя вычисления, получим:

\[Объем \ H₂ \approx 17.74 \ дм³\]

Таким образом, объем водорода, прореагировавшего с 32 граммами кальция, равен примерно 17.74 дм³ (или 17.74 литрам).