Номер 4-34, страница 46 - гдз по химии 8 класс задачник Кузнецова, Левкин

4-34. Горению газа пропана $C_3H_8$ соответствует схема реакции:

$C_3H_8 + O_2 \rightarrow CO_2 + H_2O$

Расставьте коэффициенты, преобразовав данную схему в уравнение реакции. Заполните таблицу (объемы газов измерены при одинаковых условиях).

V($C_3H_8$), газ V($O_2$), газ V($CO_2$), газ V($H_2O$), газ

а 5 л ? л ? л ? л

б ? л 8 л ? л ? л

в ? л ? л 7 л ? л

г ? л ? л ? л 3 л

Первым шагом преобразуем схему реакции горения пропана в уравнение реакции, расставив стехиометрические коэффициенты.

Исходная схема: $C_3H_8 + O_2 \rightarrow CO_2 + H_2O$.

1. Уравняем количество атомов углерода (C). В левой части в молекуле $C_3H_8$ 3 атома углерода, значит, в правой части должно получиться 3 молекулы $CO_2$.
$C_3H_8 + O_2 \rightarrow 3CO_2 + H_2O$

2. Уравняем количество атомов водорода (H). В левой части в молекуле $C_3H_8$ 8 атомов водорода, значит, в правой части должно получиться 4 молекулы $H_2O$ (так как $4 \times 2 = 8$).
$C_3H_8 + O_2 \rightarrow 3CO_2 + 4H_2O$

3. Уравняем количество атомов кислорода (O). В правой части реакции у нас $3 \times 2 = 6$ атомов кислорода в $CO_2$ и $4 \times 1 = 4$ атома кислорода в $H_2O$. Всего $6 + 4 = 10$ атомов кислорода. Следовательно, в левой части нам нужно 5 молекул $O_2$ (так как $5 \times 2 = 10$).
$C_3H_8 + 5O_2 \rightarrow 3CO_2 + 4H_2O$

Итоговое уравнение реакции горения пропана:

$C_3H_8 + 5O_2 \rightarrow 3CO_2 + 4H_2O$

Согласно закону объемных отношений Гей-Люссака, для газов, участвующих в реакции, отношение их объемов равно отношению их стехиометрических коэффициентов. Поскольку объемы газов измерены при одинаковых условиях, мы можем использовать это соотношение:

$V(C_3H_8) : V(O_2) : V(CO_2) : V(H_2O) = 1 : 5 : 3 : 4$

Теперь заполним пропуски в таблице, решая для каждой строки.

а

Дано:
$V(C_3H_8) = 5$ л

Найти:

$V(O_2)$, $V(CO_2)$, $V(H_2O)$

Решение:

Исходя из соотношения объемов $1 : 5 : 3 : 4$, находим неизвестные объемы:
$V(O_2) = \frac{5}{1} \times V(C_3H_8) = 5 \times 5 \text{ л} = 25 \text{ л}$
$V(CO_2) = \frac{3}{1} \times V(C_3H_8) = 3 \times 5 \text{ л} = 15 \text{ л}$
$V(H_2O) = \frac{4}{1} \times V(C_3H_8) = 4 \times 5 \text{ л} = 20 \text{ л}$

Ответ: $V(O_2) = 25$ л, $V(CO_2) = 15$ л, $V(H_2O) = 20$ л.

б

Дано:
$V(O_2) = 8$ л

Найти:

$V(C_3H_8)$, $V(CO_2)$, $V(H_2O)$

Решение:

Исходя из соотношения объемов $1 : 5 : 3 : 4$, находим неизвестные объемы:
$V(C_3H_8) = \frac{1}{5} \times V(O_2) = \frac{1}{5} \times 8 \text{ л} = 1.6 \text{ л}$
$V(CO_2) = \frac{3}{5} \times V(O_2) = \frac{3}{5} \times 8 \text{ л} = 4.8 \text{ л}$
$V(H_2O) = \frac{4}{5} \times V(O_2) = \frac{4}{5} \times 8 \text{ л} = 6.4 \text{ л}$

Ответ: $V(C_3H_8) = 1.6$ л, $V(CO_2) = 4.8$ л, $V(H_2O) = 6.4$ л.

в

Дано:
$V(CO_2) = 7$ л

Найти:

$V(C_3H_8)$, $V(O_2)$, $V(H_2O)$

Решение:

Исходя из соотношения объемов $1 : 5 : 3 : 4$, находим неизвестные объемы:
$V(C_3H_8) = \frac{1}{3} \times V(CO_2) = \frac{1}{3} \times 7 \text{ л} \approx 2.33 \text{ л}$
$V(O_2) = \frac{5}{3} \times V(CO_2) = \frac{5}{3} \times 7 \text{ л} \approx 11.67 \text{ л}$
$V(H_2O) = \frac{4}{3} \times V(CO_2) = \frac{4}{3} \times 7 \text{ л} \approx 9.33 \text{ л}$

Ответ: $V(C_3H_8) \approx 2.33$ л, $V(O_2) \approx 11.67$ л, $V(H_2O) \approx 9.33$ л.

г

Дано:
$V(H_2O) = 3$ л

Найти:

$V(C_3H_8)$, $V(O_2)$, $V(CO_2)$

Решение:

Исходя из соотношения объемов $1 : 5 : 3 : 4$, находим неизвестные объемы:
$V(C_3H_8) = \frac{1}{4} \times V(H_2O) = \frac{1}{4} \times 3 \text{ л} = 0.75 \text{ л}$
$V(O_2) = \frac{5}{4} \times V(H_2O) = \frac{5}{4} \times 3 \text{ л} = 3.75 \text{ л}$
$V(CO_2) = \frac{3}{4} \times V(H_2O) = \frac{3}{4} \times 3 \text{ л} = 2.25 \text{ л}$

Ответ: $V(C_3H_8) = 0.75$ л, $V(O_2) = 3.75$ л, $V(CO_2) = 2.25$ л.