Question

Сколько молекул кислорода образуется при разложении 180 г воды электрическим током? Какой обьём (н.у.) водорода при этом получится?

Answer 1

2H2O = 2H2 + O2n(H2O) = m(H2O)/M(H2O) = 180/18 = 10 мольПо уравнению n(O2) = n(H2O)/2 = 10/2 = 5 мольN(O2) = n(O2)*NA   (NA - число Авогадро, равно 6,02*10^23 моль^(-1)N(O2) = 5*6,02*10^23 = 3*10^24  молекул.По уравнению n(H2) = n(H2O) = 10 мольV(H2) = n(H2)*Vm  (Vm - молярный объем, равен 22,4 л/моль при н.у.) V(H2) = 10*22,4 = 224 л.

Answer 2

При электролизе воды на аноде выделяется кислород, а на катоде – водород. Молярная масса воды (H2O) составляет 18 г/моль. Следовательно, в 180 г воды содержится:

180 г / 18 г/моль = 10 моль воды

При электролизе 1 моля воды образуется 1 моль кислорода и 2 моль водорода. Следовательно, при электролизе 10 моль воды образуется 10 моль кислорода и 20 моль водорода.

Количество молекул можно вычислить, умножив количество молей на постоянную Авогадро (6,02 x 10^23 молекул/моль):

Количество молекул кислорода = 10 моль x 6,02 x 10^23 молекул/моль = 6,02 x 10^24 молекул кислорода.

Чтобы вычислить объем водорода, используем уравнение состояния идеального газа:

PV = nRT

где P – давление, V – объем, n – количество вещества, R – универсальная газовая постоянная (8,31 Дж/моль·К), T – температура в кельвинах.

Для нормальных условий температура равна 273,15 K, а давление равно 101,325 кПа. Также учитываем, что 20 моль водорода при н.у. занимают объем 20 л. Таким образом,

V = nRT/P = 20 моль x 8,31 Дж/моль·К x 273,15 K / (101,325 кПа х 1000 Па/кПа) = 44,8 л.

Ответ: при разложении 180 г воды электрическим током образуется 6,02 x 10^24 молекул кислорода и 44,8 л водорода при н.у.