Номер 8, страница 99 - гдз по химии 10 класс учебник Рудзитис, Фельдман

Глава VI. Спирты и фенолы. Параграф 20. Получение, химические свойства и применение одноатомных предельных спиртов. Подумайте, ответьте, выполните... - номер 8, страница 99.

Условие.

8. Чтобы сжечь водород, который выделился при взаимодействии пропанола с металлическим натрием, потребовалось 10 л воздуха (н. у.). Вычислите, сколько пропанола (в граммах) прореагировало.

Решение.

Решение 2.

Дано:

$V(воздуха) = 10 \, л$

Условия: нормальные (н. у.)

Объемная доля кислорода в воздухе $\phi(O_2) \approx 21\% = 0.21$

Перевод в СИ:

$V(воздуха) = 10 \, л = 10 \, дм^3 = 0.01 \, м^3$

Найти:

$m(C_3H_7OH) - ?$

Решение:

1. Запишем уравнения химических реакций, описанных в задаче. Сначала реакция пропанола с натрием, в результате которой выделяется водород:

$2C_3H_7OH + 2Na \rightarrow 2C_3H_7ONa + H_2 \uparrow$

Затем реакция горения выделившегося водорода в кислороде воздуха:

$2H_2 + O_2 \rightarrow 2H_2O$

2. Вычислим объем кислорода, который потребовался для сжигания водорода. Примем, что объемная доля кислорода в воздухе составляет 21%.

$V(O_2) = V(воздуха) \cdot \phi(O_2) = 10 \, л \cdot 0.21 = 2.1 \, л$

3. Найдем количество вещества (моль) кислорода. При нормальных условиях (н. у.) молярный объем газа $V_m$ равен 22,4 л/моль.

$n(O_2) = \frac{V(O_2)}{V_m} = \frac{2.1 \, л}{22.4 \, л/моль} = 0.09375 \, моль$

4. Используя уравнение реакции горения водорода, найдем количество вещества водорода.

Из уравнения $2H_2 + O_2 \rightarrow 2H_2O$ видно, что мольное соотношение $n(H_2) : n(O_2) = 2 : 1$.

Следовательно, количество вещества водорода в 2 раза больше количества вещества кислорода:

$n(H_2) = 2 \cdot n(O_2) = 2 \cdot 0.09375 \, моль = 0.1875 \, моль$

5. Используя уравнение реакции взаимодействия пропанола с натрием, найдем количество вещества пропанола.

Из уравнения $2C_3H_7OH + 2Na \rightarrow 2C_3H_7ONa + H_2$ видно, что мольное соотношение $n(C_3H_7OH) : n(H_2) = 2 : 1$.

Следовательно, количество вещества пропанола в 2 раза больше количества вещества водорода:

$n(C_3H_7OH) = 2 \cdot n(H_2) = 2 \cdot 0.1875 \, моль = 0.375 \, моль$

6. Вычислим молярную массу пропанола (химическая формула $C_3H_8O$).

$M(C_3H_8O) = 3 \cdot A_r(C) + 8 \cdot A_r(H) + 1 \cdot A_r(O) = 3 \cdot 12 + 8 \cdot 1 + 16 = 60 \, г/моль$

7. Найдем массу пропанола, вступившего в реакцию.

$m(C_3H_7OH) = n(C_3H_7OH) \cdot M(C_3H_8O) = 0.375 \, моль \cdot 60 \, г/моль = 22.5 \, г$

Ответ:

масса прореагировавшего пропанола составляет 22,5 г.