Question

При взрыве смеси 20 см3 водорода с 10 см3 чистого кислорода получился остаток газа объемом 3 см3. Был ли водород чистым? К ответу дайте пояснения.

Answer 1

2H2 + O2= 2H2O
по закону авогадро если бы водород был чистым, то молекул водорода было бы в 2 раза больше чем молекул кислорода, и, судя по уравнению реакции, это означало бы, что газы бы полностью прореагировали без остатка, но так не получилось, значит, водород не был чистым

Answer 2

Для решения этой задачи важно воспользоваться законом Дальтона о объемах газов при их химических реакциях. Согласно этому закону, объемы реагирующих газов и объемы образующихся при реакции газов всегда находятся в простом отношении целых чисел.

Рассмотрим реакцию образования воды из водорода (H₂) и кислорода (O₂):

\[2H₂(g) + O₂(g) \rightarrow 2H₂O(g)\]

Согласно этому уравнению, 2 молекулы водорода реагируют с 1 молекулой кислорода, образуя 2 молекулы водяного пара. Важно отметить, что объемы газов тоже будут находиться в простых отношениях. Например, если 2 объема водорода реагируют с 1 объемом кислорода, то образуется 2 объема водяного пара.

Исходя из данной задачи, начальные объемы водорода и кислорода составляют 20 см³ и 10 см³ соответственно. Если в результате реакции образовалось 3 см³ газа, это означает, что часть газов превратилась в водяной пар, а часть осталась неизменной. Посмотрим, какие объемы газов можно рассматривать как неизменные и какие связаны с образованием водяного пара.

Пусть \(x\) - это объем водорода, который реагировал, и \(y\) - объем кислорода, который реагировал. Тогда:

1. Объем водорода, который не реагировал и остался неизменным, равен \(20 - x\) см³. 2. Объем кислорода, который не реагировал и остался неизменным, равен \(10 - y\) см³. 3. Объем водорода, который реагировал и образовал водяной пар, равен \(2x\) см³ (согласно уравнению реакции). 4. Объем кислорода, который реагировал и образовал водяной пар, равен \(y\) см³ (согласно уравнению реакции). 5. Объем образовавшегося водяного пара равен \(2x\).

Таким образом, уравнение для объемов газов можно записать следующим образом:

\[20 - x + 10 - y + 2x + y + 3 = 30\]

Упростим это уравнение:

\[30 - x - y + 3 = 30\]

\[x + y = 3\]

Это уравнение говорит о том, что сумма объемов водорода и кислорода, которые реагировали, равна 3 см³. Поскольку в данной задаче говорится, что при взрыве смеси образовался остаток газа объемом 3 см³, это означает, что вся смесь реагировала. Таким образом, водород был полностью чистым, и ни одна часть не осталась неизменной.

Итак, ответ на ваш вопрос: Да, водород был чистым.