Question

Какой объем (н.у.) водорода выделится в результате реакции замещения между 27,3 г. Калия и водой?

Answer 1

27,3 г                                                V=?

      2K       +    2H2O    =   2KOH  +   H2

 n=2 моль                                         n=1 моль

М= 39 г/моль                                   Vm=22,4 л/моль

m= 78 г                                              V=22,4 л

27,3 г К     -      Х л Н2

78 г К       -       22,4 л Н2

V(H2) = 27,3 * 22,4 / 78 = 7,84 л

Answer 2

Реакция замещения между калием и водой может быть записана следующим образом:

2K + 2H2O → 2KOH + H2

Эта реакция показывает, что для каждых двух молекул калия, которые реагируют с двумя молекулами воды, образуется одна молекула водорода. Таким образом, количество водорода, выделяющегося при реакции замещения, зависит от количества калия, используемого в реакции.

Молярная масса калия (K) составляет примерно 39,1 г/моль. Поэтому количество молей калия, содержащихся в 27,3 г калия, можно вычислить следующим образом:

n(K) = m(K) / M(K) = 27,3 г / 39,1 г/моль = 0,698 моль

Согласно уравнению реакции, одна молекула воды требуется для каждого атома калия, так что количество молекул воды, необходимых для реакции с 0,698 молью калия, равно:

n(H2O) = 2 x n(K) = 2 x 0,698 моль = 1,396 моль

Таким образом, произойдет образование 1,396 моль водорода при данной реакции замещения. Объем водорода, выделяющегося в стандартных условиях температуры и давления (0°C и 1 атм), можно рассчитать с использованием уравнения состояния идеального газа:

V(H2) = n(H2) x RT/P

где V(H2) - объем водорода в литрах, выделенного в стандартных условиях, R - универсальная газовая постоянная (0,082 л·атм/(моль·К)), T - температура в кельвинах (273 К), P - давление в атмосферах (1 атм). Подставляя значения, получим:

V(H2) = 1,396 моль x 0,082 л·атм/(моль·К) x 273 К / 1 атм = 30 л

Таким образом, в результате реакции замещения между 27,3 г калия и водой образуется около 30 литров водорода при стандартных условиях.