Номер 26, страница 65 - гдз по химии 10 класс учебник Еремин, Кузьменко

26. Сколько литров углекислого газа образуется при полном сгорании 40 л бутана? Объёмы газов измерены при одинаковых условиях.

1) 10

2) 40

3) 160

4) 200

Дано:

$V(C_{4}H_{10}) = 40 \text{ л}$

Объёмы газов измерены при одинаковых условиях.

Найти:

$V(CO_{2}) - ?$

Решение:

Для решения задачи необходимо составить уравнение реакции полного сгорания бутана ($C_{4}H_{10}$). При полном сгорании углеводородов образуются углекислый газ ($CO_{2}$) и вода ($H_{2}O$).

Сначала запишем схему реакции:

$C_{4}H_{10} + O_{2} \rightarrow CO_{2} + H_{2}O$

Теперь уравняем её, расставив стехиометрические коэффициенты.

1. Уравняем атомы углерода (C): слева 4 атома, значит, справа перед $CO_{2}$ ставим коэффициент 4.
2. Уравняем атомы водорода (H): слева 10 атомов, значит, справа перед $H_{2}O$ ставим коэффициент 5 (так как $5 \times 2 = 10$).
3. Уравняем атомы кислорода (O): справа получилось $4 \times 2 + 5 \times 1 = 13$ атомов. Чтобы слева было 13 атомов, перед $O_{2}$ нужно поставить коэффициент $13/2$.

Получаем уравнение: $C_{4}H_{10} + \frac{13}{2}O_{2} \rightarrow 4CO_{2} + 5H_{2}O$.

Чтобы избавиться от дробного коэффициента, умножим все коэффициенты в уравнении на 2:

$2C_{4}H_{10} + 13O_{2} \rightarrow 8CO_{2} + 10H_{2}O$

В условии сказано, что объёмы газов измерены при одинаковых условиях. Согласно закону объёмных отношений (закон Гей-Люссака), объёмы вступающих в реакцию и образующихся в ней газов относятся как их стехиометрические коэффициенты.

Из уравнения реакции видно, что из 2 моль (или 2 объёмных частей) бутана образуется 8 моль (или 8 объёмных частей) углекислого газа. Составим пропорцию для объёмов:

$\frac{V(C_{4}H_{10})}{V(CO_{2})} = \frac{2}{8}$

Из этой пропорции выразим объём углекислого газа $V(CO_{2})$:

$V(CO_{2}) = V(C_{4}H_{10}) \times \frac{8}{2} = 4 \times V(C_{4}H_{10})$

Подставим известное значение объёма бутана:

$V(CO_{2}) = 4 \times 40 \text{ л} = 160 \text{ л}$

Ответ: 160.