Номер 3, страница 71 - гдз по химии 11 класс учебник Оспанова, Аухадиева

• 3*. При сжигании 4,96 г смеси пропана, пропена и пропина образовалось 8,06 г углекислого газа. Сколько граммов воды получилось при этом?

Ответ: 5,76 г.

Дано:

$m(\text{смеси}) = 4,96 \text{ г}$

$m(CO_2) = 8,06 \text{ г}$

Найти:

$m(H_2O) - ?$

Решение:

Смесь состоит из пропана ($C_3H_8$), пропена ($C_3H_6$) и пропина ($C_3H_4$). Все эти вещества являются углеводородами, то есть состоят только из атомов углерода (C) и водорода (H).

При сжигании углеводородов весь углерод, содержащийся в них, переходит в углекислый газ ($CO_2$), а весь водород — в воду ($H_2O$).

1. Найдем массу углерода (C), которая содержится в 8,06 г углекислого газа ($CO_2$).

Молярная масса углекислого газа $M(CO_2) = 12,01 + 2 \cdot 16,00 = 44,01 \text{ г/моль}$. Для школьных задач часто используют округленные значения: $M(C) = 12 \text{ г/моль}$, $M(O) = 16 \text{ г/моль}$, тогда $M(CO_2) = 12 + 2 \cdot 16 = 44 \text{ г/моль}$.

Массовая доля углерода в $CO_2$ составляет:

$\omega(C) = \frac{M(C)}{M(CO_2)} = \frac{12}{44} = \frac{3}{11}$

Масса углерода в продуктах реакции (и, следовательно, в исходной смеси углеводородов) равна:

$m(C) = m(CO_2) \cdot \omega(C) = 8,06 \text{ г} \cdot \frac{12}{44} \approx 2,198 \text{ г}$

2. Исходная смесь массой 4,96 г состоит только из углерода и водорода. Зная массу углерода, найдем массу водорода (H) в смеси:

$m(H) = m(\text{смеси}) - m(C) = 4,96 \text{ г} - 2,198 \text{ г} = 2,762 \text{ г}$

3. Весь водород из исходной смеси переходит в воду ($H_2O$). Найдем массу воды, которая образуется из 2,762 г водорода.

Молярная масса воды $M(H_2O) = 2 \cdot 1 + 16 = 18 \text{ г/моль}$. Молярная масса двух атомов водорода в молекуле воды $M(2H) = 2 \cdot 1 = 2 \text{ г/моль}$.

Массу образовавшейся воды можно найти из пропорции, зная массу водорода:

$m(H_2O) = m(H) \cdot \frac{M(H_2O)}{M(2H)} = 2,762 \text{ г} \cdot \frac{18}{2} = 2,762 \text{ г} \cdot 9 = 24,858 \text{ г}$

Округляя до сотых, получаем 24,86 г.

Примечание: Ответ, приведенный в задании (5,76 г), мог быть получен, если бы в условии были другие числовые данные. Например, если бы масса образовавшегося углекислого газа составляла 15,84 г, то расчет дал бы 5,76 г воды. Решение выше основано строго на данных, представленных в условии задачи.

Ответ: 24,86 г.