Номер 11, страница 41 - гдз по химии 10 класс учебник Еремин, Кузьменко

11. Какой объём углекислого газа (н. у.) выделится при сжигании 32,3 мл циклогексана ($\rho = 0,78 \text{ г/мл}$)?

Дано:

$V(\text{C}_6\text{H}_{12}) = 32,3 \text{ мл}$

$\rho(\text{C}_6\text{H}_{12}) = 0,78 \text{ г/мл}$

Найти:

$V(\text{CO}_2)$ (н. у.) - ?

Решение:

1. Составим уравнение реакции полного сгорания циклогексана ($\text{C}_6\text{H}_{12}$). При сгорании органических веществ в избытке кислорода образуются углекислый газ ($\text{CO}_2$) и вода ($\text{H}_2\text{O}$). Уравняем химическую реакцию:

$\text{C}_6\text{H}_{12} + 9\text{O}_2 \rightarrow 6\text{CO}_2 + 6\text{H}_2\text{O}$

2. Вычислим массу циклогексана, используя известную формулу для плотности $m = \rho \cdot V$:

$m(\text{C}_6\text{H}_{12}) = 0,78 \text{ г/мл} \cdot 32,3 \text{ мл} = 25,194 \text{ г}$

3. Рассчитаем молярную массу циклогексана ($\text{C}_6\text{H}_{12}$). Для этого сложим молярные массы атомов, входящих в состав молекулы. Используем округленные значения атомных масс: $A_r(\text{C}) = 12 \text{ а.е.м.}$, $A_r(\text{H}) = 1 \text{ а.е.м.}$

$M(\text{C}_6\text{H}_{12}) = 6 \cdot 12 + 12 \cdot 1 = 84 \text{ г/моль}$

4. Найдем количество вещества (число моль) циклогексана по формуле $n = m/M$:

$n(\text{C}_6\text{H}_{12}) = \frac{25,194 \text{ г}}{84 \text{ г/моль}} \approx 0,29993 \text{ моль}$

5. По уравнению реакции определим количество вещества выделившегося углекислого газа. Из уравнения видно, что из 1 моль циклогексана образуется 6 моль углекислого газа. Стехиометрическое соотношение $n(\text{C}_6\text{H}_{12}) : n(\text{CO}_2) = 1 : 6$.

$n(\text{CO}_2) = 6 \cdot n(\text{C}_6\text{H}_{12}) = 6 \cdot 0,29993 \text{ моль} \approx 1,79958 \text{ моль}$

6. Рассчитаем объем углекислого газа при нормальных условиях (н. у.). При н. у. (0 °C и 1 атм) молярный объем любого идеального газа ($V_m$) равен 22,4 л/моль. Используем формулу $V = n \cdot V_m$:

$V(\text{CO}_2) = 1,79958 \text{ моль} \cdot 22,4 \text{ л/моль} \approx 40,31 \text{ л}$

Ответ: $40,31 \text{ л}$