Сколько литров кислорода может быть образовано при разложении 40 г пероксида водорода (Н2О2) при температуре 20

Morskoy_Putnik

8

Для решения данной задачи нам необходимо использовать уравнение реакции разложения пероксида водорода:

\[2H_2O_2 \rightarrow 2H_2O + O_2\]

Согласно данному уравнению, каждые 2 молекулы пероксида водорода разлагаются на 2 молекулы воды и 1 молекулу кислорода.

Для решения задачи нам необходимо ответить на два вопроса:
1. Сколько молекул перексида водорода содержится в 40 г?
2. Сколько молекул кислорода можно получить с учетом разложения перексида водорода?

1. Для ответа на первый вопрос нам необходимо вычислить количество молекул перексида водорода по известной массе. Для этого нам необходимо знать молярную массу перексида водорода (H2O2).

Молярная масса перекиси водорода равна сумме массы двух атомов водорода и массы двух атомов кислорода:

\(H_2O_2 = 2 \cdot 1 \, \text{г/моль} + 2 \cdot 16 \, \text{г/моль} = 34 \, \text{г/моль}\)

Теперь мы можем вычислить количество молей перексида водорода в 40 г:

\(n = \frac{m}{M} = \frac{40 \, \text{г}}{34 \, \text{г/моль}} \approx 1,18 \, \text{моль}\)

Здесь \(n\) - количество молей перексида водорода, \(m\) - масса перексида водорода, \(M\) - молярная масса перексида водорода.

2. Теперь, зная количество молей перексида водорода, мы можем определить количество молекул кислорода, которое будет сформировано.

Согласно уравнению реакции разложения перексида водорода, каждые 2 молекулы перексида водорода превращаются в 1 молекулу кислорода. Таким образом, половина количества молекул перексида водорода будет соответствовать количеству молекул кислорода:

\(n_{\text{кислород}} = \frac{1}{2} \cdot n = \frac{1}{2} \cdot 1,18 \, \text{моль} \approx 0,59 \, \text{моль}\)

3. Теперь оценим объем кислорода при стандартных условиях (температура 20 °C и давление 100 кПа). Для этого воспользуемся уравнением состояния газов:

\(PV = nRT\)

Где:
\(P\) - давление газа (в Па)
\(V\) - объем газа (в м^3)
\(n\) - количество молей газа
\(R\) - универсальная газовая постоянная (\(8,31 \, \text{Дж/(моль} \cdot \text{К)}\))
\(T\) - температура газа (в К)

Мы можем использовать данное уравнение для вычисления объема кислорода при стандартных условиях:

\(V = \frac{nRT}{P} = \frac{0,59 \, \text{моль} \cdot 8,31 \, \text{Дж/(моль} \cdot \text{К)} \cdot (20 + 273) \, \text{К}}{100000 \, \text{Па}} \approx 0,12 \, \text{м}^3\)

таким образом, при стандартных условиях (температура 20 °C и давление 100 кПа) образуется около 0,12 литров кислорода при разложении 40 г пероксида водорода (H2O2).

Если у вас есть еще вопросы, не стесняйтесь задавать их! Я буду рад помочь.