Номер 2.39, страница 50, часть II - гдз по химии 8-9 класс задачник с помощником Гара, Габрусева

2.39. Определите, какое количество вещества оксида углерода(IV) получится при сжигании 64 г метана, содержащего 10% примесей.

Дано:

$m(\text{смеси}) = 64 \text{ г} = 0.064 \text{ кг}$

$\omega(\text{примесей}) = 10\% = 0.1$

Найти:

$n(\text{CO}_2) - ?$

Решение:

1. В первую очередь определим массу чистого метана в предоставленной смеси. Если массовая доля примесей составляет 10%, то массовая доля чистого метана ($CH_4$) равна:

$\omega(\text{CH}_4) = 100\% - \omega(\text{примесей}) = 100\% - 10\% = 90\% = 0.9$

Теперь можно рассчитать массу чистого метана:

$m(\text{CH}_4) = m(\text{смеси}) \cdot \omega(\text{CH}_4) = 64 \text{ г} \cdot 0.9 = 57.6 \text{ г}$

2. Запишем уравнение химической реакции горения метана. При сгорании метана в кислороде образуются оксид углерода(IV) и вода:

$CH_4 + 2O_2 \rightarrow CO_2 + 2H_2O$

3. Вычислим молярную массу метана ($CH_4$), используя относительные атомные массы элементов из периодической таблицы (C ≈ 12 г/моль, H ≈ 1 г/моль):

$M(\text{CH}_4) = Ar(\text{C}) + 4 \cdot Ar(\text{H}) = 12 + 4 \cdot 1 = 16 \text{ г/моль}$

4. Теперь найдем количество вещества (число моль) чистого метана, которое участвует в реакции, по формуле $n = m/M$:

$n(\text{CH}_4) = \frac{m(\text{CH}_4)}{M(\text{CH}_4)} = \frac{57.6 \text{ г}}{16 \text{ г/моль}} = 3.6 \text{ моль}$

5. Согласно стехиометрическим коэффициентам в уравнении реакции, из 1 моль метана ($CH_4$) образуется 1 моль оксида углерода(IV) ($CO_2$). Это означает, что их количества вещества соотносятся как 1:1.

$\frac{n(\text{CH}_4)}{1} = \frac{n(\text{CO}_2)}{1}$

Следовательно, количество вещества оксида углерода(IV) равно количеству вещества сгоревшего метана:

$n(\text{CO}_2) = n(\text{CH}_4) = 3.6 \text{ моль}$

Ответ: количество вещества оксида углерода(IV) равно 3,6 моль.