Какой объем (н.у.) воздуха потребуется для полного сжигания 250 г фосфора с точностью до десятых?

Чтобы решить эту задачу, мы должны использовать закон сохранения массы, который гласит, что масса реагентов, участвующих в реакции, должна быть равна массе продуктов этой реакции.

В данном случае, фосфор будет сжигаться в атмосфере, состоящей в основном из кислорода (около 21%) и азота (около 78%). Уравнение сжигания фосфора можно записать следующим образом:

4P + 5O2 → 2P2O5

Из уравнения видно, что на 1 моль фосфора требуется 5 молей кислорода для полного сжигания. Молярная масса фосфора (P) составляет около 31 г/моль.

Теперь найдем количество молей фосфора в данной задаче. Для этого мы можем использовать формулу:

моль = масса / молярная масса

моль = 250 г / 31 г/моль ≈ 8.06 моль

Таким образом, у нас есть примерно 8.06 моль фосфора.

Теперь используя коэффициенты перед молекулами в уравнении, мы можем определить соотношение между молями фосфора (P) и молями кислорода (O2):

4 моля P соответствуют 5 молям O2

8.06 моль P соответствуют X молям O2

X = (8.06 моль P * 5 моль O2) / 4 моль P
X ≈ 10.075 моль O2

Теперь мы можем найти объем воздуха, содержащего требуемое количество кислорода. Для этого нам необходимо знать, что воздух состоит на 21% из кислорода. Поэтому мы можем использовать формулу:

объем воздуха = (количество молей кислорода) / (доля кислорода в воздухе)

объем воздуха = 10.075 моль / 0.21
объем воздуха ≈ 47.98 моль

Теперь нам нужно получить объем воздуха в стандартных условиях (н.у.). Объем газа зависит от давления и температуры. При н.у. давление составляет 1 атмосферу, а температура - 273.15 Кельвина.

Мы можем использовать формулу идеального газа, чтобы найти объем воздуха при н.у.:

\(V_1 / T_1 = V_2 / T_2\)

где \(V_1\) и \(T_1\) - изначальный объем и температура, а \(V_2\) и \(T_2\) - конечный объем и температура. Подставим известные значения:

\(V_1 = 47.98 моль\), \(T_1 = 273.15 Кельвина\), \(T_2 = 293.15 Кельвина\) (так как дано, что объем нужен при н.у.), \(V_2\) - неизвестно.

Решая эту формулу относительно \(V_2\), получаем:

\(V_2 = (V_1 \cdot T_2) / T_1\)

Подставим значения:

\(V_2 = (47.98 моль \cdot 293.15 Кельвина) / 273.15 Кельвина\)
\(V_2 \approx 51.47 моль\)

Таким образом, объем воздуха, необходимый для полного сжигания 250 г фосфора с точностью до десятых, составляет примерно 51.47 моль при н.у.