Номер 2.31, страница 49, часть II - гдз по химии 8-9 класс задачник с помощником Гара, Габрусева

2.31. Определите, какие объемы кислорода и воздуха (н. у.) потребуются для сжигания 300 мл оксида углерода(II), если содержание в нем негорючих примесей равно 25%. Принять содержание кислорода в воздухе равным 20%.

Дано:

$V_{смеси}(CO) = 300 \text{ мл}$

$\phi(\text{примесей}) = 25\% = 0.25$

$\phi(O_2)_{\text{в воздухе}} = 20\% = 0.20$

Все объемы измерены при нормальных условиях (н. у.).

$V_{смеси}(CO) = 300 \text{ мл} = 300 \cdot 10^{-6} \text{ м}^3 = 3 \cdot 10^{-4} \text{ м}^3$

Найти:

$V(O_2)$ - ?

$V(\text{воздуха})$ - ?

Решение:

1. В реакции сгорания участвует только чистый оксид углерода(II). Сначала определим его объем в исходной смеси. Объемная доля негорючих примесей составляет 25%, следовательно, объемная доля чистого CO составляет:

$\phi(CO) = 100\% - 25\% = 75\% = 0.75$

Теперь найдем объем чистого оксида углерода(II):

$V(CO) = V_{смеси} \cdot \phi(CO) = 300 \text{ мл} \cdot 0.75 = 225 \text{ мл}$

2. Запишем уравнение реакции горения оксида углерода(II):

$2CO + O_2 \rightarrow 2CO_2$

3. Поскольку все вещества в реакции являются газами и находятся при нормальных условиях, можно применить закон объемных отношений Гей-Люссака. Согласно этому закону, объемы вступающих в реакцию и образующихся газов относятся друг к другу как их стехиометрические коэффициенты.

Из уравнения реакции видно, что для сжигания 2 объемов CO требуется 1 объем $O_2$. Рассчитаем необходимый объем кислорода:

$\frac{V(CO)}{2} = \frac{V(O_2)}{1}$

$V(O_2) = \frac{V(CO)}{2} = \frac{225 \text{ мл}}{2} = 112.5 \text{ мл}$

4. Зная объем кислорода, найдем объем воздуха, который потребуется для реакции. Объемная доля кислорода в воздухе составляет 20%.

$V(\text{воздуха}) = \frac{V(O_2)}{\phi(O_2)_{\text{в воздухе}}}$

$V(\text{воздуха}) = \frac{112.5 \text{ мл}}{0.20} = 562.5 \text{ мл}$

Ответ: для сжигания потребуется 112.5 мл кислорода и 562.5 мл воздуха.