Какой объем кислорода Потребуется для полного сжигания 2 моль фосфора? какая масса оксида фосфора (\/)...

Чтобы решить задачу по сжиганию фосфора, начнем с уравнения реакции. Фосфор (P) может реагировать с кислородом (O₂) с образованием оксида фосфора (V) (P₂O₅). Уравнение реакции выглядит так:

[ 4P + 5O_2 \rightarrow 2P_2O_5 ]

Дано:

• Количество фосфора (P): 2 моль

Найти:

1. Объем кислорода (O₂), необходимый для полного сжигания 2 моль фосфора.
2. Массу оксида фосфора (P₂O₅), образующегося в результате реакции.

Решение:

Шаг 1: Определим количество кислорода, необходимого для реакции.

Согласно уравнению реакции, 4 моль фосфора реагируют с 5 моль кислорода. Таким образом, для 2 моль фосфора можно рассчитать количество кислорода, используя пропорцию.

[ \frac{5 \text{ моль } O_2}{4 \text{ моль } P} = \frac{x \text{ моль } O_2}{2 \text{ моль } P} ]

Решим уравнение для ( x ):

[ x = \frac{5 \text{ моль } O_2}{4 \text{ моль } P} \cdot 2 \text{ моль } P = \frac{5 \cdot 2}{4} = 2.5 \text{ моль } O_2 ]

Таким образом, для полного сжигания 2 моль фосфора потребуется 2.5 моль кислорода.

Шаг 2: Переведем количество кислорода в объем.

При нормальных условиях (н.у.), 1 моль газа занимает объем 22.4 литра. Следовательно, объем кислорода можно рассчитать так:

[ V = n \cdot V_m ]

где:

• ( V_m = 22.4 \text{ л/моль} ) (молярный объем газа при н.у.),
• ( n = 2.5 \text{ моль } O_2 ).

Подставим значения:

[ V = 2.5 \text{ моль } \cdot 22.4 \text{ л/моль} = 56 \text{ л } ]

Таким образом, для полного сжигания 2 моль фосфора потребуется 56 литров кислорода.

Шаг 3: Найдем массу образующегося оксида фосфора (P₂O₅).

Согласно уравнению реакции, 4 моль фосфора образуют 2 моль оксида фосфора (P₂O₅). Для 2 моль фосфора можно рассчитать количество P₂O₅:

[ \frac{2 \text{ моль } P_2O_5}{4 \text{ моль } P} = \frac{y \text{ моль } P_2O_5}{2 \text{ моль } P} ]

Решим уравнение для ( y ):

[ y = \frac{2 \cdot 2}{4} = 1 \text{ моль } P_2O_5 ]

Теперь найдем массу оксида фосфора (P₂O₅). Сначала определим его молярную массу:

• Молярная масса P = 31 г/моль,
• Молярная масса O = 16 г/моль.

Считаем молярную массу P₂O₅:

[ M_{P_2O_5} = 2 \cdot 31 + 5 \cdot 16 = 62 + 80 = 142 \text{ г/моль} ]

Теперь можем найти массу 1 моль P₂O₅:

[ m = n \cdot M = 1 \text{ моль} \cdot 142 \text{ г/моль} = 142 \text{ г} ]

Ответ:

• Объем кислорода, необходимый для полного сжигания 2 моль фосфора: 56 литров.
• Масса образующегося оксида фосфора (P₂O₅): 142 грамма.

Дано:

• 2 моль фосфора (P)
• Химическая реакция сжигания фосфора:

[ 4P + 5O_2 \rightarrow 2P_2O_5 ]

1. Найдем объем кислорода, необходимый для полного сжигания 2 моль фосфора.

Согласно уравнению реакции, 4 моль фосфора реагируют с 5 моль кислорода. Для 2 моль фосфора:

[ \text{Оотношение P и O}_2 = \frac{5}{4} ]

Для 2 моль фосфора количество кислорода будет:

[ \text{n(O}_2\text{)} = 2 \, \text{моль P} \times \frac{5 \, \text{моль O}_2}{4 \, \text{моль P}} = 2 \times 1.25 = 2.5 \, \text{моль O}_2 ]

2. Найдем массу оксида фосфора (V), образующегося при этом.

Согласно уравнению, 4 моль фосфора образуют 2 моль оксида фосфора (P₂O₅). Для 2 моль фосфора:

[ \text{n(P}_2O_5) = 2 \, \text{моль P} \times \frac{2 \, \text{моль P}_2O_5}{4 \, \text{моль P}} = 1 \, \text{моль P}_2O_5 ]

Теперь найдем массу оксида фосфора (P₂O₅). Молярная масса P₂O₅:

• Масса фосфора (P) = 31 г/моль
• Масса кислорода (O) = 16 г/моль
• Молярная масса P₂O₅ = 2 × 31 + 5 × 16 = 62 + 80 = 142 г/моль

Теперь найдем массу 1 моль P₂O₅:

[ \text{массa (P}_2O_5) = 1 \, \text{моль} \times 142 \, \text{г/моль} = 142 \, \text{г} ]

Ответ:

• Объем кислорода: 2.5 моль O₂ (при нормальных условиях это примерно 56.8 литров)
• Масса оксида фосфора (P₂O₅): 142 г

Давайте подробно разберем задачу на основании закона сохранения массы и стехиометрии химической реакции.

Условие задачи:

Дано:

1. Количество вещества фосфора ((P)) = (2) моль.
2. Нужно найти:
   • Объем кислорода ((O_2)), необходимый для полного сжигания фосфора.
   • Массу образующегося оксида фосфора ((P_2O_5)).

Решение:

1. Записываем уравнение реакции

Фосфор сгорает в кислороде с образованием оксида фосфора ((P_2O_5)) по следующему уравнению:

[ 4P + 5O_2 \rightarrow 2P_2O_5 ]

Это уравнение реакции уже уравнено, и коэффициенты показывают соотношение между числами молекул (или молей) реагентов и продуктов.

2. Стехиометрические соотношения

Из уравнения реакции видим:

• 4 моль (P) реагируют с 5 моль (O_2).
• Соотношение между (P) и (O_2): (4 : 5).
• Соотношение между (P) и (P_2O_5): (4 : 2).

3. Находим объем кислорода ((O_2))

Задача дана в молях. Используем пропорцию для нахождения количества вещества кислорода ((n_{O_2})):

[ \frac{n{P}}{n{O_2}} = \frac{4}{5} ]

Подставляем (n_P = 2) моль:

[ \frac{2}{n_{O_2}} = \frac{4}{5} ]

Решаем пропорцию:

[ n_{O_2} = \frac{2 \cdot 5}{4} = 2.5 \, \text{моль}. ]

Теперь воспользуемся законом Авогадро. При нормальных условиях молярный объем газа равен (22.4 \, \text{л/моль}). Тогда объем кислорода:

[ V_{O2} = n{O_2} \cdot 22.4 = 2.5 \cdot 22.4 = 56 \, \text{л}. ]

Ответ на первый вопрос: Для полного сжигания 2 моль фосфора потребуется (56 \, \text{л}) кислорода.

4. Находим массу оксида фосфора ((P_2O_5))

Теперь определяем, сколько молей (P_2O_5) образуется. Из уравнения реакции:

[ \frac{nP}{n{P_2O_5}} = \frac{4}{2}. ]

Подставляем (n_P = 2) моль:

[ \frac{2}{n_{P_2O_5}} = \frac{4}{2}. ]

Решаем пропорцию:

[ n_{P_2O_5} = \frac{2 \cdot 2}{4} = 1 \, \text{моль}. ]

Теперь найдем массу (P_2O_5). Для этого используем формулу:

[ m = n \cdot M, ]

где (M_{P_2O_5}) — молярная масса оксида фосфора ((P_2O_5)).

Находим молярную массу (P_2O_5):

• Атомная масса фосфора ((P)) = (31 \, \text{г/моль}).
• Атомная масса кислорода ((O)) = (16 \, \text{г/моль}).
• Молярная масса (P_2O_5) = (2 \cdot 31 + 5 \cdot 16 = 62 + 80 = 142 \, \text{г/моль}).

Тогда масса оксида фосфора:

[ m_{P_2O5} = n{P_2O5} \cdot M{P_2O_5} = 1 \cdot 142 = 142 \, \text{г}. ]

Ответ на второй вопрос: При сжигании (2 \, \text{моль}) фосфора образуется (142 \, \text{г}) оксида фосфора ((P_2O_5)).

Итоговый ответ:

1. Объем кислорода: (56 \, \text{л}).
2. Масса оксида фосфора ((P_2O_5)): (142 \, \text{г}).