Номер 5, страница 34, часть 1 - гдз по химии 11 класс учебник Оспанова, Аухадиева

5. Сколько моль кислорода расходуется при окислении 1 моль пропилового спирта в пропионовую кислоту?

Ответ: 1 моль.

Дано:

Количество вещества пропилового спирта $n(C_3H_7OH) = 1 \text{ моль}$

Найти:

Количество вещества кислорода $n(O_2)$ — ?

Решение:

Окисление пропилового спирта (пропанола-1) в пропионовую (пропановую) кислоту является химической реакцией, в ходе которой первичный спирт превращается в карбоновую кислоту. Для решения задачи необходимо составить и уравнять химическое уравнение этой реакции.

Пропиловый спирт имеет химическую формулу $CH_3CH_2CH_2OH$. Пропионовая кислота имеет формулу $CH_3CH_2COOH$.

Запишем уравнение реакции окисления пропилового спирта молекулярным кислородом с образованием пропионовой кислоты и воды:

$CH_3CH_2CH_2OH + O_2 \rightarrow CH_3CH_2COOH + H_2O$

Проверим, сбалансировано ли это уравнение, подсчитав количество атомов каждого элемента в левой и правой частях. Для удобства можно использовать брутто-формулы: $C_3H_8O$ для спирта и $C_3H_6O_2$ для кислоты.

В левой части уравнения:

Атомов углерода (C): 3

Атомов водорода (H): 8

Атомов кислорода (O): 1 (в спирте) + 2 (в молекуле $O_2$) = 3

В правой части уравнения:

Атомов углерода (C): 3

Атомов водорода (H): 6 (в кислоте) + 2 (в воде) = 8

Атомов кислорода (O): 2 (в кислоте) + 1 (в воде) = 3

Количество атомов каждого элемента в левой и правой частях совпадает, следовательно, уравнение сбалансировано. Стехиометрические коэффициенты перед всеми участниками реакции равны 1.

$1 \cdot C_3H_7OH + 1 \cdot O_2 \rightarrow 1 \cdot C_3H_5COOH + 1 \cdot H_2O$

Из уравнения реакции видно, что стехиометрическое соотношение между пропиловым спиртом и кислородом составляет 1:1. Это означает, что для окисления 1 моль пропилового спирта требуется 1 моль молекулярного кислорода.

Поскольку по условию задачи дано 1 моль пропилового спирта, то количество вещества кислорода, необходимое для реакции, будет равно:

$n(O_2) = n(C_3H_7OH) \times \frac{1}{1} = 1 \text{ моль}$

Ответ: расходуется 1 моль кислорода.