Номер 298, страница 72 - гдз по химии 10-11 класс задачник Еремин, Дроздов

2.298. Запишите уравнение реакции горения 2-хлорпропана в избытке кислорода.

Решение

Горение (полное окисление) органического вещества в избытке кислорода приводит к образованию оксидов элементов, входящих в его состав, в высшей степени окисления. 2-хлорпропан — это хлорпроизводное алкана, содержащее атомы углерода (C), водорода (H) и хлора (Cl).

1. Определим химическую формулу 2-хлорпропана. Пропан имеет 3 атома углерода. У второго атома углерода один атом водорода замещен на атом хлора. Структурная формула: $CH_3-CHCl-CH_3$. Молекулярная формула: $C_3H_7Cl$.

2. Запишем продукты реакции. При сгорании в избытке кислорода:

• Углерод (C) окисляется до диоксида углерода ($CO_2$).
• Водород (H) окисляется до воды ($H_2O$).
• Хлор (Cl) в присутствии водорода образует хлороводород ($HCl$).

3. Составим схему реакции и уравняем её методом подбора коэффициентов.

Схема реакции: $C_3H_7Cl + O_2 \rightarrow CO_2 + H_2O + HCl$

• Уравниваем углерод (C): В левой части 3 атома C, поэтому в правой части ставим коэффициент 3 перед $CO_2$.
  $C_3H_7Cl + O_2 \rightarrow 3CO_2 + H_2O + HCl$
• Уравниваем хлор (Cl): В левой части 1 атом Cl, поэтому в правой части коэффициент перед $HCl$ равен 1.
  $C_3H_7Cl + O_2 \rightarrow 3CO_2 + H_2O + HCl$
• Уравниваем водород (H): В левой части 7 атомов H. В правой части 1 атом H уже есть в молекуле $HCl$. Остается $7 - 1 = 6$ атомов H. Для этого необходимо 3 молекулы воды ($3 \times 2 = 6$ атомов H). Ставим коэффициент 3 перед $H_2O$.
  $C_3H_7Cl + O_2 \rightarrow 3CO_2 + 3H_2O + HCl$
• Уравниваем кислород (O): Считаем атомы кислорода в правой части: в $3CO_2$ их $3 \times 2 = 6$, в $3H_2O$ их $3 \times 1 = 3$. Всего $6 + 3 = 9$ атомов кислорода. Чтобы получить 9 атомов кислорода слева, нужно взять $9/2$ молекул $O_2$.
  $C_3H_7Cl + \frac{9}{2}O_2 \rightarrow 3CO_2 + 3H_2O + HCl$
• Избавляемся от дробного коэффициента: Умножаем все коэффициенты в уравнении на 2.
  $2C_3H_7Cl + 9O_2 \rightarrow 6CO_2 + 6H_2O + 2HCl$

Проверим правильность расстановки коэффициентов, посчитав атомы каждого элемента в левой и правой частях уравнения:

Слева: C - 6, H - 14, Cl - 2, O - 18.
Справа: C - 6, H - $(6 \times 2) + 2 = 14$, Cl - 2, O - $(6 \times 2) + 6 = 18$.
Количество атомов сбалансировано.

Ответ: $2C_3H_7Cl + 9O_2 \rightarrow 6CO_2 + 6H_2O + 2HCl$