Номер 4.19, страница 63, часть II - гдз по химии 8-9 класс задачник с помощником Гара, Габрусева

4.19. Определите объем воздуха, израсходованного при полном сжигании 6 л пропена (н. у.). Содержание кислорода (по объему) в воздухе примерно равно 20%.

Дано:

Объем пропена, $V(\text{C}_3\text{H}_6) = 6 \text{ л}$
Объемная доля кислорода в воздухе, $\phi(\text{O}_2) = 20\% = 0.2$
Условия нормальные (н. у.)

В СИ:
$V(\text{C}_3\text{H}_6) = 6 \cdot 10^{-3} \text{ м}^3$

Найти:

Объем воздуха, $V(\text{воздуха})$ - ?

Решение:

1. Запишем уравнение реакции полного сгорания пропена ($C_3H_6$) в кислороде ($O_2$). Продуктами полного сгорания углеводородов являются углекислый газ ($CO_2$) и вода ($H_2O$).

$2\text{C}_3\text{H}_6 + 9\text{O}_2 \rightarrow 6\text{CO}_2 + 6\text{H}_2\text{O}$

2. Так как все газы 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 в уравнении реакции.

Из уравнения реакции следует, что на сжигание 2 объемов пропена требуется 9 объемов кислорода. Составим пропорцию:

$\frac{V(\text{C}_3\text{H}_6)}{V(\text{O}_2)} = \frac{2}{9}$

3. Найдем объем кислорода ($V(\text{O}_2)$), необходимый для сжигания 6 л пропена:

$V(\text{O}_2) = \frac{9 \cdot V(\text{C}_3\text{H}_6)}{2} = \frac{9 \cdot 6 \text{ л}}{2} = 27 \text{ л}$

4. Зная, что объемная доля кислорода в воздухе составляет примерно 20%, найдем объем воздуха ($V(\text{воздуха})$), в котором содержится 27 л кислорода. Объемная доля вещества в смеси рассчитывается по формуле:

$\phi(\text{O}_2) = \frac{V(\text{O}_2)}{V(\text{воздуха})}$

Отсюда выразим и рассчитаем объем воздуха:

$V(\text{воздуха}) = \frac{V(\text{O}_2)}{\phi(\text{O}_2)} = \frac{27 \text{ л}}{0.2} = 135 \text{ л}$

Ответ: объем воздуха, израсходованного при полном сжигании 6 л пропена, равен 135 л.