4-43. Вычислите объем кислорода, который можно получить при разложении пероксида водорода массой а) 272 г, б) 100 г, в) а г.

Решение:

Уравнение реакции разложения пероксида водорода:

\( 2H_2O_2 \xrightarrow{\text{катализатор}} 2H_2O + O_2 \uparrow \)

Молярная масса \( H_2O_2 \) равна \( 1 \times 2 + 16 \times 2 = 34 \) г/моль.

а) 272 г \( H_2O_2 \):

Количество вещества \( H_2O_2 \): \( \nu (H_2O_2) = \frac{272 \text{ г}}{34 \text{ г/моль}} = 8 \) моль.

Согласно уравнению реакции, из 2 моль \( H_2O_2 \) образуется 1 моль \( O_2 \).

Количество вещества \( O_2 \): \( \nu (O_2) = \frac{1}{2} \nu (H_2O_2) = \frac{1}{2} \times 8 \text{ моль} = 4 \) моль.

Объем \( O_2 \) (н.у.): \( V(O_2) = \nu (O_2) \times 22.4 \text{ л/моль} = 4 \text{ моль} \times 22.4 \text{ л/моль} = 89.6 \) л.

б) 100 г \( H_2O_2 \):

Количество вещества \( H_2O_2 \): \( \nu (H_2O_2) = \frac{100 \text{ г}}{34 \text{ г/моль}} \approx 2.94 \) моль.

Количество вещества \( O_2 \): \( \nu (O_2) = \frac{1}{2} \nu (H_2O_2) = \frac{1}{2} \times 2.94 \text{ моль} = 1.47 \) моль.

Объем \( O_2 \) (н.у.): \( V(O_2) = \nu (O_2) \times 22.4 \text{ л/моль} = 1.47 \text{ моль} \times 22.4 \text{ л/моль} \approx 32.93 \) л.

в) а г \( H_2O_2 \):

Количество вещества \( H_2O_2 \): \( \nu (H_2O_2) = \frac{a}{34} \) моль.

Количество вещества \( O_2 \): \( \nu (O_2) = \frac{1}{2} \times \frac{a}{34} = \frac{a}{68} \) моль.

Объем \( O_2 \) (н.у.): \( V(O_2) = \frac{a}{68} \text{ моль} \times 22.4 \text{ л/моль} = \frac{22.4a}{68} \approx 0.329a \) л.

Ответ: а) 89.6 л; б) ≈ 32.93 л; в) ≈ 0.329a л.