Номер 2, страница 71, часть 1 - гдз по химии 11 класс учебник Оспанова, Аухадиева

2. При брожении глюкозы образовалось 112 л (н. у.) газа $CO_2$. Сколько глюкозы (в граммах) подверглось брожению?

Ответ: 450 г.

Дано:

Объем углекислого газа $V(CO_2) = 112 \text{ л}$

Процесс протекает при нормальных условиях (н. у.)

Найти:

Массу глюкозы $m(C_6H_{12}O_6)$

Решение:

1. Сначала запишем уравнение реакции спиртового брожения глюкозы. Под действием ферментов дрожжей глюкоза распадается на этанол и углекислый газ:

$C_6H_{12}O_6 \xrightarrow{\text{дрожжи}} 2C_2H_5OH + 2CO_2\uparrow$

2. По условию задачи, реакция протекает при нормальных условиях (н. у.). Это означает, что молярный объем любого газа ($V_m$) составляет 22,4 л/моль. Зная объем выделившегося углекислого газа, мы можем найти его количество вещества (число молей) по формуле:

$n = \frac{V}{V_m}$

Подставим известные значения:

$n(CO_2) = \frac{112 \text{ л}}{22.4 \text{ л/моль}} = 5 \text{ моль}$

3. Теперь, используя уравнение реакции, определим количество вещества глюкозы, которое потребовалось для образования 5 моль углекислого газа. Из уравнения видно, что стехиометрическое соотношение между глюкозой и углекислым газом составляет 1:2. То есть, из 1 моль $C_6H_{12}O_6$ образуется 2 моль $CO_2$. Это означает, что количество вещества глюкозы в два раза меньше количества вещества углекислого газа.

$n(C_6H_{12}O_6) = \frac{1}{2} \cdot n(CO_2)$

$n(C_6H_{12}O_6) = \frac{1}{2} \cdot 5 \text{ моль} = 2.5 \text{ моль}$

4. Для того чтобы найти массу глюкозы, нам нужна ее молярная масса ($\text{M}$). Рассчитаем молярную массу глюкозы ($C_6H_{12}O_6$), используя периодическую таблицу для атомных масс элементов (C ≈ 12 г/моль, H ≈ 1 г/моль, o ≈ 16 г/моль).

$M(C_6H_{12}O_6) = 6 \cdot A_r(C) + 12 \cdot A_r(H) + 6 \cdot A_r(O) = 6 \cdot 12 + 12 \cdot 1 + 6 \cdot 16 = 72 + 12 + 96 = 180 \text{ г/моль}$

5. Наконец, найдем массу 2.5 моль глюкозы, умножив количество вещества на молярную массу:

$m = n \cdot M$

$m(C_6H_{12}O_6) = n(C_6H_{12}O_6) \cdot M(C_6H_{12}O_6) = 2.5 \text{ моль} \cdot 180 \text{ г/моль} = 450 \text{ г}$

Ответ: 450 г.