Номер 13, страница 168 - гдз по химии 8 класс проверочные и контрольные работы Габриелян, Лысова

13. Определите объём кислорода (н. у.), требующегося для сжигания 100 г угля, массовая доля углерода в котором 85 %.

Дано:
$m_{угля} = 100 \, \text{г}$
$\omega(C) = 85 \% = 0.85$

$m_{угля} = 100 \, \text{г} = 0.1 \, \text{кг}$

Найти:
$V(O_2) - ?$

Решение:

1. Первым шагом определим массу чистого углерода в 100 г угля. Для этого общую массу угля умножим на массовую долю углерода:

$m(C) = m_{угля} \cdot \omega(C) = 100 \, \text{г} \cdot 0.85 = 85 \, \text{г}$

2. Запишем уравнение химической реакции полного сгорания углерода в кислороде. Продуктом этой реакции является диоксид углерода ($CO_2$):

$C + O_2 \rightarrow CO_2$

3. Далее рассчитаем количество вещества (число молей) для чистого углерода, который вступает в реакцию. Молярная масса углерода ($M(C)$) составляет примерно $12 \, \text{г/моль}$.

$n(C) = \frac{m(C)}{M(C)} = \frac{85 \, \text{г}}{12 \, \text{г/моль}} \approx 7.083 \, \text{моль}$

4. Согласно стехиометрическим коэффициентам в уравнении реакции, 1 моль углерода ($C$) реагирует с 1 молем кислорода ($O_2$). Следовательно, количество вещества кислорода равно количеству вещества углерода:

$n(O_2) = n(C) \approx 7.083 \, \text{моль}$

5. Наконец, вычислим объем кислорода, необходимый для реакции, при нормальных условиях (н. у.). Молярный объем любого газа при н. у. ($V_m$) является постоянной величиной и равен $22.4 \, \text{л/моль}$.

$V(O_2) = n(O_2) \cdot V_m \approx 7.083 \, \text{моль} \cdot 22.4 \, \text{л/моль} \approx 158.67 \, \text{л}$

Ответ: $V(O_2) \approx 158.7 \, \text{л}$.