Номер 7, страница 116 - гдз по химии 9 класс учебник Шиманович, Василевская

7. В реакцию ввели серу массой 3,2 г и водород химическим количеством 0,3 моль. Определите, какое из указанных веществ взято в недостатке по отношению к другому веществу, и рассчитайте массу, химическое количество и объем (н. у) образовавшегося сероводорода.

Дано:

$m(\text{S}) = 3,2 \text{ г}$

$n(\text{H}_2) = 0,3 \text{ моль}$

Найти:

Вещество в недостатке - ?

$m(\text{H}_2\text{S})$ - ?

$n(\text{H}_2\text{S})$ - ?

$V(\text{H}_2\text{S})$ (н. у.) - ?

Решение:

1. Запишем уравнение реакции между водородом и серой:

$\text{H}_2 + \text{S} \rightarrow \text{H}_2\text{S}$

Согласно уравнению, вещества реагируют в мольном соотношении $1:1$.

2. Рассчитаем химическое количество серы ($n(\text{S})$) по формуле $n = m/M$, где $\text{m}$ – масса вещества, а $\text{M}$ – молярная масса.

Молярная масса серы $M(\text{S}) = 32 \text{ г/моль}$.

$n(\text{S}) = \frac{3,2 \text{ г}}{32 \text{ г/моль}} = 0,1 \text{ моль}$

Определение вещества, взятого в недостатке

Сравним имеющиеся химические количества реагентов с их стехиометрическим соотношением в уравнении реакции (1:1).

Имеется $n(\text{S}) = 0,1 \text{ моль}$ и $n(\text{H}_2) = 0,3 \text{ моль}$.

Поскольку для реакции требуется одинаковое количество моль серы и водорода, а серы ($0,1 \text{ моль}$) меньше, чем водорода ($0,3 \text{ моль}$), сера является реагентом в недостатке. Водород находится в избытке. Все дальнейшие расчеты производятся по веществу, находящемуся в недостатке, то есть по сере.

Ответ: В недостатке взята сера (S).

Расчет массы, химического количества и объема образовавшегося сероводорода

1. Найдем химическое количество образовавшегося сероводорода ($n(\text{H}_2\text{S})$).

По уравнению реакции из 1 моль серы образуется 1 моль сероводорода, значит, их соотношение $n(\text{S}) : n(\text{H}_2\text{S}) = 1:1$.

$n(\text{H}_2\text{S}) = n(\text{S}) = 0,1 \text{ моль}$.

2. Рассчитаем массу сероводорода ($m(\text{H}_2\text{S})$).

Сначала определим молярную массу сероводорода $M(\text{H}_2\text{S})$:

$M(\text{H}_2\text{S}) = 2 \cdot M(\text{H}) + M(\text{S}) = 2 \cdot 1 \text{ г/моль} + 32 \text{ г/моль} = 34 \text{ г/моль}$.

Теперь найдем массу по формуле $m = n \cdot M$:

$m(\text{H}_2\text{S}) = 0,1 \text{ моль} \cdot 34 \text{ г/моль} = 3,4 \text{ г}$.

3. Рассчитаем объем сероводорода при нормальных условиях ($V(\text{H}_2\text{S})$).

При нормальных условиях (н. у.) молярный объем любого газа $V_m$ составляет $22,4 \text{ л/моль}$. Объем рассчитывается по формуле $V = n \cdot V_m$.

$V(\text{H}_2\text{S}) = 0,1 \text{ моль} \cdot 22,4 \text{ л/моль} = 2,24 \text{ л}$.

Ответ: Химическое количество сероводорода $n(\text{H}_2\text{S}) = 0,1 \text{ моль}$; масса сероводорода $m(\text{H}_2\text{S}) = 3,4 \text{ г}$; объем сероводорода (н. у.) $V(\text{H}_2\text{S}) = 2,24 \text{ л}$.