Номер 4.29, страница 64, часть II - гдз по химии 8-9 класс задачник с помощником Гара, Габрусева

4.29. Рассчитайте, хватит ли 10 л кислорода для полного сжигания 4 л метана (н. у.).

Дано:

$V(CH_4) = 4 \text{ л}$

$V(O_2) = 10 \text{ л}$

Условия: нормальные (н. у.)

$V(CH_4) = 4 \text{ л} = 4 \times 10^{-3} \text{ м}^3$
$V(O_2) = 10 \text{ л} = 10 \times 10^{-3} \text{ м}^3 = 1 \times 10^{-2} \text{ м}^3$

Найти:

Хватит ли $V(O_2)$ для полного сжигания $V(CH_4)$?

Решение:

Для решения задачи необходимо составить уравнение реакции полного сгорания метана ($CH_4$) в кислороде ($O_2$). При полном сгорании углеводородов образуются углекислый газ ($CO_2$) и вода ($H_2O$).

1. Сбалансированное уравнение реакции:

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

2. Согласно закону объемных отношений Гей-Люссака, при одинаковых температуре и давлении (в данном случае, н. у.) объемы реагирующих и образующихся газов соотносятся как их стехиометрические коэффициенты в уравнении реакции.

Из уравнения видно, что на 1 объем метана требуется 2 объема кислорода. Соотношение объемов:

$\frac{V(CH_4)}{V(O_2)} = \frac{1}{2}$

3. Рассчитаем теоретически необходимый объем кислорода ($V_{теор.}(O_2)$) для полного сжигания 4 л метана:

$V_{теор.}(O_2) = 2 \times V(CH_4)$

$V_{теор.}(O_2) = 2 \times 4 \text{ л} = 8 \text{ л}$

4. Сравним необходимый объем кислорода с имеющимся в наличии объемом:

Теоретически необходимый объем: $V_{теор.}(O_2) = 8 \text{ л}$.

Имеющийся объем: $V_{дан}(O_2) = 10 \text{ л}$.

Поскольку $10 \text{ л} > 8 \text{ л}$, имеющегося объема кислорода достаточно для полного сжигания 4 л метана. Более того, кислород находится в избытке на $10 - 8 = 2$ л.

Ответ: да, 10 л кислорода хватит для полного сжигания 4 л метана.