Номер 6, страница 192 - гдз по химии 10 класс учебник Еремин, Кузьменко

Параграф 35. Получение и применение алкинов. Глава 3. Углеводороды - номер 6, страница 192.

Условие.

6. Готовая смесь состоит из 60 л ацетилена и 40 л метана. Сколько атомов водорода приходится на один атом углерода в этой смеси?

Решение.

Решение 2.

Дано:

Объем ацетилена, $V(C_2H_2) = 60$ л

Объем метана, $V(CH_4) = 40$ л

$V(C_2H_2) = 60 \text{ л} = 60 \times 10^{-3} \text{ м}^3 = 0.06 \text{ м}^3$
$V(CH_4) = 40 \text{ л} = 40 \times 10^{-3} \text{ м}^3 = 0.04 \text{ м}^3$

Найти:

Соотношение числа атомов водорода к числу атомов углерода в смеси, $\frac{N(H)}{N(C)}$

Решение:

Химическая формула ацетилена – $C_2H_2$. В одной молекуле ацетилена содержится 2 атома углерода ($C$) и 2 атома водорода ($H$).

Химическая формула метана – $CH_4$. В одной молекуле метана содержится 1 атом углерода ($C$) и 4 атома водорода ($H$).

Согласно закону Авогадро, при одинаковых условиях (температуре и давлении) равные объемы любых газов содержат одинаковое число молекул. Это означает, что соотношение объемов газов в смеси равно соотношению их количеств вещества (числа моль).

Найдем соотношение количеств ацетилена и метана в смеси:

$\frac{n(C_2H_2)}{n(CH_4)} = \frac{V(C_2H_2)}{V(CH_4)} = \frac{60 \text{ л}}{40 \text{ л}} = \frac{3}{2}$

Это значит, что на каждые 3 моль ацетилена в смеси приходится 2 моль метана. Для удобства расчетов примем, что в смеси содержится 3 моль $C_2H_2$ и 2 моль $CH_4$.

Теперь рассчитаем общее количество вещества (моль) атомов углерода и водорода в смеси.

1. Общее количество вещества атомов углерода ($n_{общ}(C)$):

Из ацетилена: $n(C \text{ из } C_2H_2) = n(C_2H_2) \times 2 = 3 \text{ моль} \times 2 = 6 \text{ моль}$

Из метана: $n(C \text{ из } CH_4) = n(CH_4) \times 1 = 2 \text{ моль} \times 1 = 2 \text{ моль}$

Всего: $n_{общ}(C) = 6 \text{ моль} + 2 \text{ моль} = 8 \text{ моль}$

2. Общее количество вещества атомов водорода ($n_{общ}(H)$):

Из ацетилена: $n(H \text{ из } C_2H_2) = n(C_2H_2) \times 2 = 3 \text{ моль} \times 2 = 6 \text{ моль}$

Из метана: $n(H \text{ из } CH_4) = n(CH_4) \times 4 = 2 \text{ моль} \times 4 = 8 \text{ моль}$

Всего: $n_{общ}(H) = 6 \text{ моль} + 8 \text{ моль} = 14 \text{ моль}$

3. Соотношение числа атомов водорода к числу атомов углерода равно соотношению их количеств вещества:

$\frac{N(H)}{N(C)} = \frac{n_{общ}(H)}{n_{общ}(C)} = \frac{14 \text{ моль}}{8 \text{ моль}} = \frac{7}{4} = 1.75$

Таким образом, на один атом углерода в данной смеси приходится 1,75 атома водорода.

Ответ: 1,75.