Номер 4.20, страница 63, часть II - гдз по химии 8-9 класс задачник с помощником Гара, Габрусева

4.20. Метан взорвали с 60 мл кислорода (н. у.). Вычислите объем метана, вступившего в реакцию, и объем углекислого газа, образовавшегося при этом (н. у.).

Дано:

$V(O_2) = 60 \text{ мл}$

В системе СИ:

$V(O_2) = 60 \text{ мл} = 0.06 \text{ л} = 0.00006 \text{ м}^3$

Найти:

$V(CH_4) - ?$

$V(CO_2) - ?$

Решение:

1. Составим уравнение реакции горения (взрыва) метана в кислороде. Метан ($CH_4$) - это углеводород, при его полном сгорании образуются углекислый газ ($CO_2$) и вода ($H_2O$).

Сбалансированное уравнение реакции имеет вид:

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

2. Все вещества в реакции, объемы которых мы рассматриваем (метан, кислород, углекислый газ), являются газами. Согласно закону объемных отношений Гей-Люссака, при постоянных температуре и давлении объемы реагирующих газов и газообразных продуктов реакции относятся между собой как их стехиометрические коэффициенты в уравнении реакции.

Из уравнения реакции видно, что соотношение объемов реагентов и продуктов составляет:

$V(CH_4) : V(O_2) : V(CO_2) = 1 : 2 : 1$

3. Рассчитаем объем метана, который вступил в реакцию с 60 мл кислорода. Согласно соотношению, объем метана в два раза меньше объема кислорода:

$V(CH_4) = \frac{V(O_2)}{2} = \frac{60 \text{ мл}}{2} = 30 \text{ мл}$

4. Рассчитаем объем углекислого газа, который образовался в результате реакции. Согласно соотношению, объем образовавшегося углекислого газа равен объему вступившего в реакцию метана и в два раза меньше объема кислорода:

$V(CO_2) = V(CH_4) = 30 \text{ мл}$

Также можно рассчитать через объем кислорода:

$V(CO_2) = \frac{V(O_2)}{2} = \frac{60 \text{ мл}}{2} = 30 \text{ мл}$

Ответ: объем метана, вступившего в реакцию, равен 30 мл; объем образовавшегося углекислого газа равен 30 мл.