Номер 5.35, страница 72, часть II - гдз по химии 8-9 класс задачник с помощником Гара, Габрусева

5.35. При сгорании в кислороде 1 моль метана выделяется 803 кДж теплоты. Объем кислорода, понадобившегося для проведения этой реакции, если при этом выделилось в 10 раз больше (8030 кДж) теплоты, составляет

1) 10 л

2) 224 л

3) 448 л

4) 20 л

Дано:

$n_1(CH_4) = 1 \text{ моль}$

$Q_1 = 803 \text{ кДж}$

$Q_2 = 8030 \text{ кДж}$

$V_m = 22.4 \text{ л/моль}$ (молярный объем газа при нормальных условиях)

$Q_1 = 803 \times 10^3 \text{ Дж}$

$Q_2 = 8030 \times 10^3 \text{ Дж}$

Найти:

$V(O_2) - ?$

Решение:

1. Запишем уравнение реакции полного сгорания метана ($CH_4$) в кислороде ($O_2$):

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

2. Согласно условию задачи, при сгорании 1 моль метана выделяется 803 кДж теплоты. На основе этого составим термохимическое уравнение реакции:

$CH_4 + 2O_2 = CO_2 + 2H_2O + 803 \text{ кДж}$

3. В ходе реакции выделилось 8030 кДж теплоты. Это в 10 раз больше, чем при сгорании 1 моль метана ($8030 \text{ кДж} / 803 \text{ кДж} = 10$). Следовательно, в реакцию вступило в 10 раз больше метана:

$n(CH_4) = 1 \text{ моль} \cdot 10 = 10 \text{ моль}$

4. По уравнению реакции видно, что на сгорание 1 моль метана требуется 2 моль кислорода. Найдем количество вещества кислорода, необходимое для сгорания 10 моль метана, используя стехиометрическое соотношение:

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

$n(O_2) = 2 \cdot n(CH_4) = 2 \cdot 10 \text{ моль} = 20 \text{ моль}$

5. Рассчитаем объем, который занимают 20 моль кислорода при нормальных условиях (н.у.). Молярный объем любого газа при н.у. ($V_m$) составляет 22,4 л/моль.

$V(O_2) = n(O_2) \cdot V_m$

$V(O_2) = 20 \text{ моль} \cdot 22.4 \text{ л/моль} = 448 \text{ л}$

Полученный результат соответствует варианту ответа 3).

Ответ: 448 л