Номер 4, страница 334 - гдз по химии 10 класс учебник Еремин, Кузьменко

Параграф 58. Общая характеристика углеводов. Глава 6. Биологически активные вещества - номер 4, страница 334.

Условие.

4. Дерево способно превращать за сутки 30 л оксида углерода(IV) в углеводы. Сколько литров кислорода при этом выделяется? Сколько граммов углеводов образуется, если объём приведён в расчёте на нормальные условия?

Решение.

Решение 2.

Дано:

$V(CO_2) = 30 \text{ л}$
Условия нормальные (н.у.)

Найти:

1. $V(O_2) - ?$
2. $m(\text{углеводов}) - ?$

Решение:

Процесс превращения оксида углерода(IV) в углеводы в растениях — это фотосинтез. Запишем его суммарное уравнение, где в качестве углевода выступает глюкоза ($C_6H_{12}O_6$):

$6CO_2 + 6H_2O \xrightarrow{свет} C_6H_{12}O_6 + 6O_2$

Все расчеты объемов газов проводятся для нормальных условий (н.у.), при которых молярный объем любого газа $V_m = 22,4 \text{ л/моль}$.

Сколько литров кислорода при этом выделяется?

Согласно закону Авогадро, объемы газов, участвующих в реакции при одинаковых условиях, соотносятся как их стехиометрические коэффициенты. Из уравнения реакции видно, что соотношение коэффициентов для $CO_2$ и $O_2$ составляет $6:6$, то есть $1:1$.

Это означает, что объем выделившегося кислорода равен объему поглощенного оксида углерода(IV):

$\frac{V(CO_2)}{6} = \frac{V(O_2)}{6} \implies V(O_2) = V(CO_2)$

$V(O_2) = 30 \text{ л}$

Ответ: выделяется 30 л кислорода.

Сколько граммов углеводов образуется, если объём приведён в расчёте на нормальные условия?

1. Сначала найдем количество вещества (число молей) поглощенного $CO_2$:

$n(CO_2) = \frac{V(CO_2)}{V_m} = \frac{30 \text{ л}}{22,4 \text{ л/моль}}$

2. По уравнению реакции, из 6 моль $CO_2$ образуется 1 моль глюкозы $C_6H_{12}O_6$. Найдем количество вещества образовавшейся глюкозы, используя пропорцию:

$\frac{n(CO_2)}{6} = \frac{n(C_6H_{12}O_6)}{1}$

$n(C_6H_{12}O_6) = \frac{n(CO_2)}{6} = \frac{30 \text{ л}}{22,4 \text{ л/моль} \cdot 6} = \frac{30}{134,4} \text{ моль}$

3. Рассчитаем молярную массу глюкозы $M(C_6H_{12}O_6)$:

$M(C_6H_{12}O_6) = 6 \cdot M(C) + 12 \cdot M(H) + 6 \cdot M(O) = 6 \cdot 12 + 12 \cdot 1 + 6 \cdot 16 = 180 \text{ г/моль}$

4. Теперь найдем массу образовавшейся глюкозы по формуле $m = n \cdot M$:

$m(C_6H_{12}O_6) = n(C_6H_{12}O_6) \cdot M(C_6H_{12}O_6) = \frac{30}{134,4} \text{ моль} \cdot 180 \text{ г/моль} \approx 40,18 \text{ г}$

Ответ: образуется примерно 40,18 г углеводов.