Номер 4.13, страница 63, часть II - гдз по химии 8-9 класс задачник с помощником Гара, Габрусева

4.13. Определите, в каких объемных отношениях находятся взятый для горения метана кислород и полученные газы (н. у.).

Дано:

Реакция горения метана ($CH_4$) в кислороде ($O_2$).
Условия: нормальные (н. у.).

Найти:

Объемное отношение взятого для реакции кислорода и полученных газов.

Решение:

Для решения задачи необходимо составить уравнение химической реакции горения метана и воспользоваться законом объемных отношений газов.

1. Уравнение реакции полного сгорания метана ($CH_4$):
$CH_4(г) + 2O_2(г) \rightarrow CO_2(г) + 2H_2O(г)$
В этой реакции метан ($CH_4$) и кислород ($O_2$) являются исходными веществами, а углекислый газ ($CO_2$) и вода ($H_2O$) — продуктами. В условии указаны нормальные условия (н. у.), при которых вода находится в жидком состоянии. Однако формулировка вопроса «полученные газы» (во множественном числе) позволяет предположить, что вода рассматривается как продукт в газообразном состоянии (пар). Это стандартное допущение для подобных задач.

2. Согласно закону объемных отношений (закон Гей-Люссака), при постоянных температуре и давлении объемы реагирующих и образующихся газов относятся как их стехиометрические коэффициенты в уравнении реакции. Из уравнения реакции видно, что коэффициенты перед кислородом ($O_2$), углекислым газом ($CO_2$) и парами воды ($H_2O$) равны 2, 1 и 2 соответственно.

3. Определение объемных отношений.
Исходя из стехиометрических коэффициентов, находим объемное отношение между взятым для горения кислородом и полученными газами ($CO_2$ и $H_2O$):
$V(O_2) : V(CO_2) : V(H_2O) = 2 : 1 : 2$
Это означает, что на каждые 2 объема кислорода, вступившего в реакцию, образуется 1 объем углекислого газа и 2 объема паров воды.

Ответ: объемное отношение взятого для горения кислорода к полученным газам (углекислому газу и воде в виде пара) составляет $2 : 1 : 2$.