Номер 11, страница 148 - гдз по химии 11 класс учебник Еремин, Кузьменко

Тестовые задания к главе 4. Глава 4. Научные основы химического производства - номер 11, страница 148.

Условие.

11. При сжигании бутана образовалось 60 л углекислого газа. Чему равен объём прореагировавшего кислорода? Объёмы газов измерены при одинаковых условиях.

1) 15 л 2) 60 л 3) 75 л 4) 97,5 л

Решение.

Решение 2.

Дано:

$V(CO_2) = 60 \text{ л}$

Объёмы газов измерены при одинаковых условиях.

Найти:

$V(O_2) - ?$

Решение:

1. Сначала необходимо составить уравнение реакции горения бутана ($C_4H_{10}$). При полном сгорании любого углеводорода образуются углекислый газ ($CO_2$) и вода ($H_2O$).

2. Запишем и сбалансируем химическое уравнение:

Несбалансированное уравнение: $C_4H_{10} + O_2 \rightarrow CO_2 + H_2O$

Уравняем атомы углерода (C):

$C_4H_{10} + O_2 \rightarrow 4CO_2 + H_2O$

Уравняем атомы водорода (H):

$C_4H_{10} + O_2 \rightarrow 4CO_2 + 5H_2O$

Теперь уравняем атомы кислорода (O). В продуктах реакции (правая часть) содержится $4 \times 2 + 5 \times 1 = 13$ атомов кислорода. Следовательно, в левой части нам понадобится $13/2$ молекул $O_2$.

$C_4H_{10} + \frac{13}{2}O_2 \rightarrow 4CO_2 + 5H_2O$

Чтобы использовать целочисленные коэффициенты, умножим все уравнение на 2:

$2C_4H_{10} + 13O_2 \rightarrow 8CO_2 + 10H_2O$

3. В условии задачи сказано, что объемы газов измерены при одинаковых условиях. Это означает, что мы можем применить закон объемных отношений Гей-Люссака, согласно которому объемы реагирующих и образующихся газов относятся друг к другу как их стехиометрические коэффициенты в уравнении реакции.

Из сбалансированного уравнения мы видим, что из 13 объемов кислорода ($O_2$) образуется 8 объемов углекислого газа ($CO_2$).

4. Составим пропорцию для нахождения объема кислорода:

$\frac{V(O_2)}{V(CO_2)} = \frac{13}{8}$

Выразим из пропорции объем кислорода $V(O_2)$:

$V(O_2) = V(CO_2) \times \frac{13}{8}$

Подставим известное значение объема $CO_2$:

$V(O_2) = 60 \text{ л} \times \frac{13}{8} = \frac{780}{8} = 97.5 \text{ л}$

Таким образом, для получения 60 л углекислого газа необходимо 97,5 л кислорода.

Ответ: 4) 97,5 л