Для решения задачи сначала нужно определить количество моль алюминия, затем количество моль кислорода, необходимое для реакции, и, наконец, вычислить объем кислорода при нормальных условиях н.у.н.у.н.у. и количество молекул образовавшегося оксида.
Определим количество моль алюминия AlAlAl:
Молярная масса алюминия AlAlAl примерно равна 27 г/моль.
Таким образом, объем кислорода, необходимого для сгорания алюминия, составляет примерно 3.36 л, а количество молекул образовавшегося оксида алюминия Al2O3Al₂O₃Al2O3 составляет примерно 6.022×10226.022 \times 10^{22}6.022×1022 молекул.
Для решения задачи сначала нужно определить количество моль алюминия, затем количество моль кислорода, необходимое для реакции, и, наконец, вычислить объем кислорода при нормальных условиях н.у.н.у.н.у. и количество молекул образовавшегося оксида.
Определим количество моль алюминия AlAlAl:
Молярная масса алюминия AlAlAl примерно равна 27 г/моль.
n<em>Al=m</em>AlMAl=5.4 г27 г/моль=0.2 моль n<em>{Al} = \frac{m</em>{Al}}{M_{Al}} = \frac{5.4 \, \text{г}}{27 \, \text{г/моль}} = 0.2 \, \text{моль}
n<em>Al=MAl m</em>Al =27г/моль5.4г =0.2моль
Запишем уравнение реакции с кислородом:
Алюминий реагирует с кислородом, образуя оксид алюминия Al2O3Al₂O₃Al2 O3 :
4 Al+3 O2→2 Al2O3 4 \, \text{Al} + 3 \, \text{O}_2 \rightarrow 2 \, \text{Al}_2\text{O}_3
4Al+3O2 →2Al2 O3
Рассчитаем количество моль кислорода, необходимое для реакции:
Согласно уравнению реакции, на 4 моль Al нужно 3 моль O₂. Таким образом, для 0.2 моль Al:
nO<em>2=34×n</em>Al=34×0.2 моль=0.15 моль n_{O<em>2} = \frac{3}{4} \times n</em>{Al} = \frac{3}{4} \times 0.2 \, \text{моль} = 0.15 \, \text{моль}
nO<em>2 =43 ×n</em>Al=43 ×0.2моль=0.15моль
Вычислим объем кислорода при нормальных условиях:
При нормальных условиях 1 моль газа занимает объем 22.4 л. Следовательно, объем кислорода будет:
VO<em>2=n</em>O2×22.4 л/моль=0.15 моль×22.4 л/моль≈3.36 л V_{O<em>2} = n</em>{O_2} \times 22.4 \, \text{л/моль} = 0.15 \, \text{моль} \times 22.4 \, \text{л/моль} \approx 3.36 \, \text{л}
VO<em>2 =n</em>O2 ×22.4л/моль=0.15моль×22.4л/моль≈3.36л
Рассчитаем количество молекул образовавшегося оксида:
Согласно уравнению реакции, из 4 моль Al образуется 2 моль Al₂O₃. Поэтому количество моль Al₂O₃, образовавшегося из 0.2 моль Al, будет равно:
nAl2O<em>3=24×n</em>Al=12×0.2 моль=0.1 моль n_{Al_2O<em>3} = \frac{2}{4} \times n</em>{Al} = \frac{1}{2} \times 0.2 \, \text{моль} = 0.1 \, \text{моль}
nAl2 O<em>3 =42 ×n</em>Al=21 ×0.2моль=0.1моль
Количество молекул можно найти по формуле:
N=n×NA N = n \times N_A
N=n×NA
где NAN_ANA - число Авогадро (6.022×1023)молекул/моль(6.022 \times 10^{23}) молекул/моль(6.022×1023)молекул/моль:
NAl2O3=0.1 моль×6.022×1023 молекул/моль≈6.022×1022 молекул N_{Al_2O_3} = 0.1 \, \text{моль} \times 6.022 \times 10^{23} \, \text{молекул/моль} \approx 6.022 \times 10^{22} \, \text{молекул}
NAl2 O3 =0.1моль×6.022×1023молекул/моль≈6.022×1022молекул
Таким образом, объем кислорода, необходимого для сгорания алюминия, составляет примерно 3.36 л, а количество молекул образовавшегося оксида алюминия Al2O3Al₂O₃Al2 O3 составляет примерно 6.022×10226.022 \times 10^{22}6.022×1022 молекул.