Вычислить объем водорода
13,5 грамм цинка (Zn) взаимодействуют с соляной кислотой (HCl). Объемная доля выхода водорода (H2) составляет 85 % . Вычислить объем водорода, который выделился?
Решение задачи
Запишем уравнение реакции взаимодействия цинка (Zn) с соляной кислотой (HCl):
Напомню, что под выходом продукта реакции понимают отношение массы (объема, числа молей) практически полученного вещества к массе (объему, числу молей), теоретически рассчитанной по уравнению реакции.
Учитывая, что молярная масса цинка (Zn) равна 65 г/моль (смотри таблицу Менделеева), найдем химическое количество цинка (Zn) по формуле, устанавливающей связь между химическим количеством вещества и массой:
Получаем:
n (Zn) = 13,5 / 65 = 0,2 (моль).
Вычислить объем водорода. По уравнению реакции найдем химическое количество водорода (H2) (теоретический выход), который выделяется в ходе реакции:
1 моль Zn вытесняет 1 моль водорода (H2)
0,2 моль Zn вытесняет х моль водорода (H2)
Откуда:
По формуле, устанавливающей связь между химическим количеством вещества и объемом, вычислим объем водорода, который образуется в ходе реакции:
Получаем:
V теор.(H2) = 0,2 ∙ 22,4 = 4,48 (л).
Вычислим объем водорода практический по формуле:
Получаем:
V практ. (H2) = 85 ⋅ 4,48 / 100 = 3,81 (л).
Ответ:
объем водорода равен 3,81 литра.
Как найти объем водорода
Водород – первый элемент таблицы Менделеева, бесцветный газ. В природе существует в виде трех изотопов, самый распространенный из них – протий. Широко применяется в разных областях промышленности, а также в качестве компонента ракетного топлива. Весьма перспективен и в качестве автомобильного топлива, поскольку продукты сгорания водорода не причиняют вреда окружающей среде. Часто возникает необходимость определить, какой объем водорода потребуется для реакции с тем или иным веществом. Как это можно сделать?
Инструкция
Перед вами стоит следующая задача: сколько литров водорода понадобится, чтобы провести гидрирование 20-и литров этилена? То есть, чтобы осуществить реакцию: С2Н4 + Н2 = С2Н6. Сделайте вывод: и этилен, и водород – газы. Исходя из уравнения реакции и закона Авогадро вы увидите, что объемы прореагировавших газов в данном случае пропорциональны их количествам. Следовательно, требуемый объем водорода такой же, как и объем этилена, и равен двадцати литрам.
Или: определите какой объем водорода выделится при взаимодействии 2,23 граммов натрия с избытком соляной кислоты? Вы видите, что кислота взята в избытке, значит, реакция прошла до конца, то есть было израсходовано все количество натрия, с образованием соли – хлорида натрия – и вытеснением водорода. Запишите уравнение реакции следующим образом: 2Na + 2HCl = 2NaCl + H2
Исходя из коэффициентов, а также из того, что 2,23 грамма натрия составляют 0,1 моля этого вещества, сделайте вывод: выделилось 0,05 моля водорода. Поскольку, согласно закону Авогадро, при нормальных условиях один моль газа занимает 22,4 литра, получите ответ:22,4 * 0,05 = 1,12 литра
Найдите объем, занимаемый водородом, зная его массу. Тут вам на помощь придет универсальное уравнение Менделеева – Клапейрона, описывающее состояние идеального газа. Разумеется, водород не является идеальным газом, но при температурах и давлениях, не слишком отличающихся от нормальных, это уравнение используйте в расчетах. Запишите его следующим образом:PVm = MRT
Путем элементарного преобразования, вы получите нужную формулу: V = MRT/Pm, где M – известная нам масса водорода, R – универсальная газовая постоянная, Т – температура в градусах Кельвина, Р – давление в паскалях, m – молярная масса водорода.
Подставляя в формулу известные вам величины, получите искомый результат.
Видео по теме
Войти на сайт
или
Забыли пароль?
Еще не зарегистрированы?
This site is protected by reCAPTCHA and the Google Privacy Policy and Terms of Service apply.
Рассчитать объем водорода.
Рассчитать объем водорода (газа) при нормальных условиях, если известна его масса, можно по формуле: V = m · Vm / M = ν · Vm. Рассчитать объем водорода (газа), если известна его масса, температура и давление, можно по формуле: V = m · R · T / (p · M) = ν · R · T / p.
Химическая формула водорода H₂.
Расчет объема водорода (газа)
Теория расчета объема газа
Пример: Рассчитайте объем для 20 г водорода
Рассчитать объем газа: азота, водорода, гелия
Рассчитать объем водорода (газа) при нормальных условиях:
Рассчитать объем водорода (газа):
Теория:
Рассчитать объем водорода (газа) при нормальных условиях, если известна его масса, можно по формуле:
V = m · Vm / M = ν · Vm,
где
V – объем газа, л,
ν – количество вещества, моль,
Vm – молярный объем газа, л/моль, Vm = 22,4 л/моль,
ν = m / M,
m – масса газа, г,
М – молярная масса газа, г/моль,
M(Н₂) = 2·1,008 = 2,016 г/моль,
Нормальные условия: 0 оС (или 273,15 К), 101,325 кПа или 1 атм.
Рассчитать объем водорода (газа), если известна его масса, температура и давление, можно по формуле:
V = m · R · T / (p · M) = ν · R · T / p,
где
V – объем газа, л,
ν – количество вещества, моль,
ν = m / M,
m – масса газа, г,
М – молярная масса газа, г/моль,
M(Н₂) = 2·1,008 = 2,016 г/моль,
R – универсальная газовая постоянная, R ≈ 8,314 Дж/(моль⋅К),
T – термодинамическая температура, К.
P – давление, кПа.
Пример: Рассчитайте объем для 20 г водорода:
Рассчитайте объем для 20 г водорода при нормальных условиях.
V = m · Vm / M = 20 грамм · 22,4 л/моль / 2,016 г/моль = 222,222 литра.
Рассчитайте объем для 20 г водорода при 30 градусах Цельсия (303,15 К), давлении 30 кПа.
V = m · R · T / p · M = 20 грамм · 8,314 Дж/(моль⋅К) · 303,15 К / (30 кПа · 2,016 г/моль) = 833,462 литра.
Рассчитать объем газа: азота, водорода, гелия
Коэффициент востребованности
1 636
В данном задании вам необходимо определить количество вещества водорода и объем, используя следующие данные :
Масса водорода равна — 14 грамм.
Определите порядок выполнения задания
- Определите количество вещества водорода,
- Определите объем водорода,
- Запишите формулы, необходимые для решения задачи.
Запишите решение для определения количества вещества и объёма водорода
- Сначала определите количество вещества водорода, примените следующую формулу:
n = m/M.
Где n — это количество вещества.
m — это масса вещества.
М — это молярная масса вещества.
Определите молярную массу водорода.
М (Н2) = 1 * 2 = 2 г/моль.
Следовательно, молярная масса водорода равна 2 г/моль.
n (H2) = 14 г/2 г/моль = 7 моль.
Следовательно, количество вещества водорода равно 7 моль.
- Далее необходимо определить объем водорода, используя следующую формулу.
V = n * Vm.
Где V — это объем вещества.
Vm — это молярный объем вещества, постоянная величина, равная 22,4 л/моль.
V (H2) = 7 моль * 22,4 л/моль = 156,8 л.
Следовательно, объем водорода равен 15,8 л.
Ответ: V (H2) = 15,8 л; n (H2) = 7 моль.
Рассчитать объем водорода:
Рассчитать объем водорода (газа) при нормальных условиях, если известна его масса, можно по формуле: V = m · Vm / M = ν · Vm.
Рассчитать объем водорода (газа), если известна его масса, температура и давление, можно по формуле: V = m · R · T / (p · M) = ν · R · T / p.
Расчет объема азота (газа)
Теория расчета объема газа
Пример: Рассчитайте объем для 20 г водорода
Рассчитать объем газа: водорода, азота
Рассчитать объем водорода (газа) при нормальных условиях:
Рассчитать объем водорода (газа):
Теория:
Рассчитать объем водорода (газа) при нормальных условиях, если известна его масса, можно по формуле:
V = m · Vm / M = ν · Vm
где
V – объем газа, л,
ν – количество вещества, моль,
Vm – молярный объем газа, л/моль, Vm = 22,4 л/моль,
ν = m / M,
m – масса газа, г,
М – молярная масса газа, г/моль,
M(Н₂) = 2·1,008 = 2,016 г/моль,
Нормальные условия: 0 оС (или 273,15 К), 101,325 кПа или 1 атм.
Рассчитать объем водорода (газа), если известна его масса, температура и давление, можно по формуле:
V = m · R · T / (p · M) = ν · R · T / p
где
V – объем газа, л,
ν – количество вещества, моль,
ν = m / M,
m – масса газа, г,
М – молярная масса газа, г/моль,
M(Н₂) = 2·1,008 = 2,016 г/моль,
R – универсальная газовая постоянная, R ≈ 8,314 Дж/(моль⋅К),
T – термодинамическая температура, К.
P – давление, кПа.
Пример: Рассчитайте объем для 20 г водорода:
Рассчитайте объем для 20 г водорода при нормальных условиях.
V = m · Vm / M = 20 грамм · 22,4 л/моль / 2,016 г/моль = 222,222 литра.
Рассчитайте объем для 20 г водорода при 30 градусах Цельсия (303,15 К), давлении 30 кПа.
V = m · R · T / p · M = 20 грамм · 8,314 Дж/(моль⋅К) · 303,15 К / (30 кПа · 2,016 г/моль) = 833,462 литра.
Коэффициент востребованности 2
Ссылка на источник