Question

Рассчитайте объем кислорода необходимый для сжигания фосфора массой 15.5 г только очень подробно.

Answer 1

Пишем реакцию горения
4P + 5O2 = 2P2O5
Начинаем решать задачу с расчета количества известного вещества, а это у нас фосфор. По формуле n = m/M, где m - масса вещества, M - молярная или молекулярная масса вещества (для фосфора из таблицы = 31). Делим 15,5/31 = 0,5 моль. По уравнению реакции возле фосфора стоит коэффициент 4, а возле кислорода - 5. Значит, сейчас мы должны посчитать количество вещества кислорода, а оно будет равным 5/4 (помните коэффициенты 5 и 4) умножить на количество вещества фосфора, которое мы узнали и оно равно 0,5 моль. Или если это записать формулой, то 5/4*n(P) = n(O2) = 5/4*0.5 = 0.625 моль. Теперь используем формулу для расчета объема V = n*Vm (n - количество вещества, Vm - молярный объем, который для газов всегда равен 22,4 л/моль). Подставляем все в формулу 0,625*22,4 = 14 л.
Ответ: 14 литров.

Answer 2

Для расчета объема кислорода, необходимого для сжигания фосфора массой 15.5 г, мы можем использовать уравнение реакции сгорания фосфора:

4P + 5O2 -> P4O10

Из уравнения видно, что для сжигания 4 моль фосфора требуется 5 молей кислорода. Таким образом, для сжигания 1 моля фосфора потребуется 5/4 моль кислорода.

Теперь посчитаем количество молей фосфора в 15.5 г:

m = n * M

где m - масса в граммах, n - количество молей, M - молярная масса вещества.

M(P) = 30.97 г/моль (молярная масса фосфора)

n = m / M = 15.5 г / 30.97 г/моль ≈ 0.5 моль

Теперь, учитывая, что для сжигания 1 моля фосфора требуется 5/4 моль кислорода, мы можем рассчитать количество кислорода, необходимое для сжигания 0.5 моль фосфора:

n(O2) = 0.5 моль * (5/4) ≈ 0.625 моль

Теперь мы можем использовать уравнение состояния идеального газа (PV = nRT) для расчета объема кислорода:

V = nRT/P

где V - объем, n - количество молей, R - универсальная газовая постоянная, T - температура, P - давление.

Допустим, что мы проводим эту реакцию при нормальных условиях (0°C и 1 атм). Тогда универсальная газовая постоянная (R) равна 0.0821 L*атм/(моль*К), температура (T) равна 273 K, а давление (P) равно 1 атм.

V = 0.625 моль * 0.0821 L*атм/(моль*К) * 273 K / 1 атм ≈ 13.8 л

Таким образом, для сжигания 15.5 г фосфора требуется примерно 13.8 л кислорода.