Номер 12, страница 162 - гдз по химии 10 класс учебник Еремин, Кузьменко

12. При сгорании 14 г полиэтилена образуется углекислый газ объёмом (н. у.)

1) 19,2 л

2) 26,1 л

3) 22,4 л

4) 11,2 л

Дано:

$m((-C_2H_4-)_n) = 14 \text{ г}$

Условия: н. у. (нормальные условия)

Найти:

$V(CO_2) - ?$

Решение:

Для решения задачи сначала необходимо составить уравнение реакции горения полиэтилена. Полиэтилен — это полимер, состоящий из повторяющихся звеньев этилена, его общая формула $(-C_2H_4-)_n$. Для стехиометрических расчетов можно использовать формулу мономерного звена, то есть этилена $C_2H_4$.

Уравнение реакции полного сгорания этилена в кислороде выглядит следующим образом:

$C_2H_4 + 3O_2 \rightarrow 2CO_2 + 2H_2O$

1. Вычислим молярную массу мономерного звена полиэтилена ($C_2H_4$). Для этого используем относительные атомные массы элементов из периодической таблицы: $Ar(C) = 12 \text{ г/моль}$, $Ar(H) = 1 \text{ г/моль}$.

$M(C_2H_4) = 2 \times Ar(C) + 4 \times Ar(H) = 2 \times 12 + 4 \times 1 = 28 \text{ г/моль}$

2. Рассчитаем количество вещества (число молей) мономерных звеньев $C_2H_4$ в 14 г полиэтилена по формуле $n = m/M$.

$n(C_2H_4) = \frac{m(полиэтилена)}{M(C_2H_4)} = \frac{14 \text{ г}}{28 \text{ г/моль}} = 0,5 \text{ моль}$

3. Используя уравнение реакции, определим количество вещества углекислого газа ($CO_2$), которое образуется в результате реакции. Из уравнения видно, что при сгорании 1 моль $C_2H_4$ образуется 2 моль $CO_2$. Следовательно, количество вещества $CO_2$ будет в два раза больше количества вещества сгоревших звеньев $C_2H_4$.

$n(CO_2) = 2 \times n(C_2H_4) = 2 \times 0,5 \text{ моль} = 1 \text{ моль}$

4. Найдём объём образовавшегося углекислого газа. Согласно закону Авогадро, при нормальных условиях (н. у.) 1 моль любого газа занимает объём 22,4 л. Этот объём называется молярным объёмом ($V_m$).

$V(CO_2) = n(CO_2) \times V_m = 1 \text{ моль} \times 22,4 \text{ л/моль} = 22,4 \text{ л}$

Таким образом, при сгорании 14 г полиэтилена образуется 22,4 л углекислого газа.

Ответ: 22,4 л.