Химия

17. Сколько моль кальция вступило в реакцию с водой, если объем выделившегося водорода при 27 оС и 8,2 атм равен 3 л? Дано: t=270C P=8,2 атм V=3л Найти n(Ca) Решение. Ca + 2H2O → Ca(OH)2 + H2↑ Для решения данной задачи используем уравнение Клайперона- Менделеева: PV= (m ∕ M) RT (1) где P – давление газа, Па; V – его объём, м3; m – масса газа, г; M – молярная масса, г∕моль; R – универсальная газовая постоянная, равная 8,314 Дж ∕ (моль*К); T – абсолютная температура, К. В нашем случае удобнее заменить отношение массы и молярной массы газа, его количеством. Тогда уравнение примет вид: PV= nRT (2) По условию задачи, объём газа выражен в литрах, следовательно преобразуем уравнение: PV= 1000 nRT (3) Прежде чем приступить к решению, переведём единицы измерения: Р = 1 атм = 1,013 * 105 Па В нашем случае Р = 8,2 атм = 8,3066*105 Па ≈ 8,31*105 Па; При t = 00С, Т= 273К (t обозначается температура по шкале Цельсия, а Т – по шкале Кельвина), следовательно, если t=270C, то Т = 300 К. Подставляя значения в уравнение (3), получаем: 8,31 * 105 Па * 3л =1000 * n * 8,314 Дж ∕ (моль*К) * 300 К Отсюда n = 0,999 ≈ 1 моль По уравнению реакции соотношение количества кальция и образовавшегося водорода равно 1:1, следовательно если по уравнению Клайперона-Менделеева образовалось 1 моль водорода, то в реакцию вступил 1 моль кальция. Ответ: n (Са) = 1 моль