Вспомните!, страница 56 - гдз по химии 8 класс учебник Усманова, Сакарьянова

Какие газы вы знаете? Что такое плотность?

Дано:

Масса каждого исходного вещества: $m_{исх} = 10$ г

Уравнения реакций разложения:

A. $NaHCO_3 \rightarrow Na_2CO_3 + CO_2 + H_2O$

B. $CaCO_3 \rightarrow CO_2 + CaO$

C. $MgCO_3 \rightarrow CO_2 + MgO$

D. $H_2CO_3 \rightarrow CO_2 + H_2O$

Перевод в систему СИ:

$m_{исх} = 10 \text{ г} = 0.01 \text{ кг}$

Найти:

Расположить уравнения A, B, C, D по возрастанию количества вещества ($n$) углекислого газа ($CO_2$), получаемого в результате реакции.

Решение:

Для решения задачи необходимо для каждой реакции рассчитать количество вещества (в молях) углекислого газа ($CO_2$), которое образуется при разложении 10 г исходного вещества. Количество вещества ($n$) вычисляется по формуле $n = \frac{m}{M}$, где $m$ - масса вещества, а $M$ - его молярная масса.

Для удобства расчетов будем использовать массу в граммах ($m = 10$ г), так как молярные массы обычно выражаются в г/моль.

Сначала необходимо сбалансировать все уравнения и рассчитать молярные массы ($M$) исходных веществ, используя значения относительных атомных масс из периодической таблицы: $Ar(H)=1$, $Ar(C)=12$, $Ar(O)=16$, $Ar(Na)=23$, $Ar(Mg)=24$, $Ar(Ca)=40$.

A. $NaHCO_3 \rightarrow Na_2CO_3 + CO_2 + H_2O$

Сбалансированное уравнение реакции: $2NaHCO_3 \rightarrow Na_2CO_3 + CO_2 + H_2O$.

Молярная масса гидрокарбоната натрия: $M(NaHCO_3) = 23 + 1 + 12 + 3 \times 16 = 84$ г/моль.

Количество вещества $NaHCO_3$, взятого для реакции: $n(NaHCO_3) = \frac{10 \text{ г}}{84 \text{ г/моль}} \approx 0.119$ моль.

По уравнению реакции, из 2 моль $NaHCO_3$ образуется 1 моль $CO_2$. Соотношение количеств веществ $n(NaHCO_3) : n(CO_2) = 2 : 1$.

Следовательно, количество вещества $CO_2$: $n_A(CO_2) = \frac{1}{2} n(NaHCO_3) = \frac{1}{2} \times \frac{10 \text{ г}}{84 \text{ г/моль}} = \frac{10}{168} \text{ моль} \approx 0.0595$ моль.

Ответ: количество вещества углекислого газа, полученного в реакции А, составляет примерно $0.0595$ моль.

B. $CaCO_3 \rightarrow CO_2 + CaO$

Уравнение сбалансировано.

Молярная масса карбоната кальция: $M(CaCO_3) = 40 + 12 + 3 \times 16 = 100$ г/моль.

Количество вещества $CaCO_3$: $n(CaCO_3) = \frac{10 \text{ г}}{100 \text{ г/моль}} = 0.1$ моль.

По уравнению реакции, из 1 моль $CaCO_3$ образуется 1 моль $CO_2$. Соотношение $n(CaCO_3) : n(CO_2) = 1 : 1$.

Следовательно, количество вещества $CO_2$: $n_B(CO_2) = n(CaCO_3) = 0.1$ моль.

Ответ: количество вещества углекислого газа, полученного в реакции B, составляет $0.1$ моль.

C. $MgCO_3 \rightarrow CO_2 + MgO$

Уравнение сбалансировано.

Молярная масса карбоната магния: $M(MgCO_3) = 24 + 12 + 3 \times 16 = 84$ г/моль.

Количество вещества $MgCO_3$: $n(MgCO_3) = \frac{10 \text{ г}}{84 \text{ г/моль}} \approx 0.119$ моль.

По уравнению реакции, из 1 моль $MgCO_3$ образуется 1 моль $CO_2$. Соотношение $n(MgCO_3) : n(CO_2) = 1 : 1$.

Следовательно, количество вещества $CO_2$: $n_C(CO_2) = n(MgCO_3) \approx 0.119$ моль.

Ответ: количество вещества углекислого газа, полученного в реакции C, составляет примерно $0.119$ моль.

D. $H_2CO_3 \rightarrow CO_2 + H_2O$

Уравнение сбалансировано.

Молярная масса угольной кислоты: $M(H_2CO_3) = 2 \times 1 + 12 + 3 \times 16 = 62$ г/моль.

Количество вещества $H_2CO_3$: $n(H_2CO_3) = \frac{10 \text{ г}}{62 \text{ г/моль}} \approx 0.161$ моль.

По уравнению реакции, из 1 моль $H_2CO_3$ образуется 1 моль $CO_2$. Соотношение $n(H_2CO_3) : n(CO_2) = 1 : 1$.

Следовательно, количество вещества $CO_2$: $n_D(CO_2) = n(H_2CO_3) \approx 0.161$ моль.

Ответ: количество вещества углекислого газа, полученного в реакции D, составляет примерно $0.161$ моль.

Теперь сравним полученные количества вещества $CO_2$ для каждой реакции и расположим их в порядке возрастания:

$n_A(CO_2) \approx 0.0595$ моль

$n_B(CO_2) = 0.1$ моль

$n_C(CO_2) \approx 0.119$ моль

$n_D(CO_2) \approx 0.161$ моль

Таким образом, $n_A < n_B < n_C < n_D$.

Следовательно, правильный порядок уравнений по возрастанию количества вещества получаемого углекислого газа: A, B, C, D.

Ответ:

Заполним таблицу в соответствии с полученным порядком: