Горизонты химииБанк олимпиадМуниципальный этап · 8 класс
Задание № 5
2025/26 · Иркутская область · страница 4
Условие
ЗАДАЧА 8-5
Условие задачи
В XIX–начале XX века дирижабли поднимали в небо с помощью лёгких газов
– водорода или горячего воздуха. В 1937 году произошла одна из известных
трагедий, которая подчеркнула реальную опасность горючих газов – пожар на
дирижабле «Гинденбург». После этого случая многие стали переходить на
инертный газ – гелий.
Один дирижабль был заполнен водородом объёмом 224,0 м 3 при н.у.
Рассмотреть гипотетическую ситуацию полного и мгновенного
воспламенения всего водорода внутри дирижабля для оценки масштаба
опасности такой ситуации.
1) Найдите количество вещества водорода в дирижабле (в моль).
2) Найдите массу этого водорода.
3) Напишите реакцию взаимодействия кислорода и водорода.
Напишите, к какому типу относится данная реакция? Напишите, является ли
реакция экзотермической (идет с выделением теплоты) или эндотермической
(с поглощением теплоты)?
4) Какой объём кислорода требуется для полного сгорания всего
водорода?
5) Рассчитайте массу образовавшегося продукта в реакции сгорания.
Самопроверка
Решение и пояснение
ЗАДАЧА 8-5
Решение
1. Для определения количества вещества водорода необходимо вспомнить, что
при нормальных условиях 1 моль любого газа занимает объём 22,4 л. Поэтому
сначала необходимо перевести м3 в л (1 м3 = 1000 л). Тогда в дирижабле
находится 224*1000=224000 л водорода. Количество вещества водорода
V(H2)
составляет ν = ; 224000 л/22,4 л/моль = 10000 моль;
Vm
2. Молярная масса водорода составляет 2 г/моль. Тогда масса водорода
составляет m=n*M=10000 моль * 2г/моль = 20000 г или 20 кг;
3. Реакция: 2H2 + O2 = 2H2O;
4. Данная реакция относится к реакции присоединения (соединения). Реакция
является экзотермической (+Q);
5. Для нахождения объёма кислорода необходимо определить количество
вещества, участвующего в реакции. Из уравнения 2H2 + O2 = 2H2O 2 моля
водорода взаимодействует с 1 молем кислорода. Значит ν(O2)=1/2
ν(H2)=10000/2=5000 моль. Далее, по формуле V=ν*𝑉𝑚 найти, что V (O2)= 22,4
л/моль * 5000 моль = 112000 л или 112 м3;
6. Продуктом данной реакции является вода. По уравнению реакции ν(H2) : ν
(H2O)=1:1, значит, ν(H2O)=10000 моль. Зная молярную массу воды, найти
массу по формуле: m(H2O) = ν(H2O) * M(H2O), т.е. m(H2O) =10000 моль * 18
г/моль = 180000 г или 180 кг.
Система оценивания
1. Рассчитано количество вещества водорода 4 балла
2. Рассчитана масса водорода 2 балла
3. Написано уравнение реакции 2 балла
4. Указан тип реакцию 2 балла
5. Указано, является ли реакция экзо- или 2 балла
эндотермической
6. Найден объем кислорода 4 балла
7. Найдена масса воды 4 балла
ИТОГО 20 баллов
