Яка буде маса фосфор (V) оксиду, який утвориться при взаємодії фосфору з 5,6 літрами кисню?

Таинственный_Маг

38

Для начала, нам нужно составить уравнение реакции взаимодействия фосфора (Р) с кислородом (О₂). Уравнение будет выглядеть следующим образом:

\[4P + 5O₂ → 2P₂O₅\]

Из уравнения видно, что каждые 4 моля фосфора (Р) реагируют с 5 молями кислорода (О₂), образуя 2 моля оксида фосфора (P₂O₅). Теперь мы можем использовать стехиометрию (отношение между реагентами и продуктами по количеству веществ), чтобы рассчитать количество продукта в данной реакции.

1) Найдем количество молей кислорода (О₂) в данной задаче. У нас дан объем кислорода (5,6 литров), но для расчетов нам понадобится количество молей, а не объем.

Мы знаем, что один моль любого газа занимает при нормальных условиях объем, равный 22,4 литра. Таким образом, мы можем применить формулу:

\[n_{О₂} = \frac{V_{О₂}}{V_m}\]

Где:
- \(n_{О₂}\) - количество молей кислорода (О₂),
- \(V_{О₂}\) - объем кислорода (5,6 литров),
- \(V_m\) - молярный объем газа (22,4 л/моль).

Подставляя значения, получаем:

\[n_{О₂} = \frac{5,6}{22,4} = 0,25\ моль\ О₂\]

2) Теперь мы можем использовать стехиометрию и уравнение реакции, чтобы вычислить количество молей фосфора (Р), которые реагируют с кислородом. Исходя из уравнения реакции, для каждых 4 молей фосфора (Р) требуется 5 молей кислорода (О₂).

Следовательно, мы можем записать пропорцию:

\(\frac{n_{Р}}{n_{О₂}} = \frac{4}{5}\)

Подставляя значения, получаем:

\(\frac{n_{Р}}{0,25} = \frac{4}{5}\)

Обратив пропорцию, получим:

\(n_{Р} = 0,25 \times \frac{4}{5} = 0,2\ моль\ Р\)

3) Наконец, мы можем использовать количество молей фосфора (Р), чтобы вычислить массу фосфора оксида (Р₂О₅), который образуется в реакции.

Молярная масса Р₂О₅ равна сумме масс фосфора (Р) и кислорода (О):

Молярная масса Р₂О₅ = (2 × молярная масса Р) + (5 × молярная масса О).

Молярная масса Р = 30,97 г/моль
Молярная масса О = 16,00 г/моль

Подставляем значения и рассчитываем:

Молярная масса Р₂О₅ = (2 × 30,97) + (5 × 16,00) = 141,86 г/моль

Наконец, умножаем количество молей фосфора (0,2 моль) на молярную массу Р₂О₅:

Масса фосфор оксида (Р₂О₅) = 0,2 × 141,86 = 28,37 г

Таким образом, масса фосфора оксида (Р₂О₅), который образуется при взаимодействии фосфора с 5,6 литрами кислорода, составляет 28,37 г.