Номер 4.38, страница 64, часть II - гдз по химии 8-9 класс задачник с помощником Гара, Габрусева

4.38. Вычислите объем углекислого газа, образовавшегося при сгорании 10 м³ ацетилена (технического), содержащего 5% примесей (объемы газов измерены при нормальных условиях).

Дано:

$V_{\text{техн.}}(C_2H_2) = 10 \text{ м}^3$

$\phi(\text{примесей}) = 5\% = 0.05$ (объемная доля)

Условия нормальные (н.у.)

Найти:

$V(CO_2) - ?$

Решение:

1. В условии задачи указано, что технический ацетилен содержит 5% примесей. Поскольку все измерения проводятся для газов, будем считать, что это объемная доля примесей. Примеси считаем негорючими газами, которые не вступают в реакцию и не образуют углекислый газ. Сначала определим объем чистого ацетилена, который участвует в реакции горения. Объемная доля чистого ацетилена в технической смеси составляет:

$\phi(C_2H_2) = 100\% - \phi(\text{примесей}) = 100\% - 5\% = 95\%$ или $0.95$

Теперь вычислим объем чистого ацетилена:

$V(C_2H_2) = V_{\text{техн.}}(C_2H_2) \times \phi(C_2H_2) = 10 \text{ м}^3 \times 0.95 = 9.5 \text{ м}^3$

2. Запишем уравнение реакции полного сгорания ацетилена ($C_2H_2$) в кислороде:

$2C_2H_2 + 5O_2 \rightarrow 4CO_2 + 2H_2O$

3. Поскольку объемы всех газов измерены при одинаковых (нормальных) условиях, можно применить закон объемных отношений Гей-Люссака. Согласно этому закону, соотношение объемов реагирующих и образующихся газов равно соотношению их стехиометрических коэффициентов в уравнении реакции.

Из уравнения реакции видно, что из 2 объемов ацетилена образуется 4 объема углекислого газа. Составим пропорцию, связывающую объемы ацетилена и углекислого газа:

$\frac{V(C_2H_2)}{2} = \frac{V(CO_2)}{4}$

Из этой пропорции выразим искомый объем углекислого газа:

$V(CO_2) = \frac{4 \times V(C_2H_2)}{2} = 2 \times V(C_2H_2)$

Подставим в формулу вычисленный ранее объем чистого ацетилена:

$V(CO_2) = 2 \times 9.5 \text{ м}^3 = 19 \text{ м}^3$

Ответ: объем образовавшегося углекислого газа составляет $19 \text{ м}^3$.