Номер 4-54, страница 49 - гдз по химии 8 класс задачник Кузнецова, Левкин

4-54. Вычислите объем углекислого газа (н.у.) и массу воды, которые образуются при сгорании 10 г гептана $C_7H_{16}$.

Дано:

$m(\text{C}_7\text{H}_{16}) = 10 \text{ г}$

Найти:

$V(\text{CO}_2) \text{ (н.у.)} - ?$

$m(\text{H}_2\text{O}) - ?$

Решение:

1. Составим уравнение реакции горения гептана. При полном сгорании углеводородов образуются углекислый газ и вода.

$\text{C}_7\text{H}_{16} + 11\text{O}_2 \rightarrow 7\text{CO}_2 + 8\text{H}_2\text{O}$

2. Рассчитаем молярную массу гептана ($M(\text{C}_7\text{H}_{16})$), используя относительные атомные массы элементов: $Ar(\text{C}) = 12 \text{ а.е.м.}$, $Ar(\text{H}) = 1 \text{ а.е.м.}$

$M(\text{C}_7\text{H}_{16}) = 7 \cdot 12 + 16 \cdot 1 = 100 \text{ г/моль}$

3. Найдем количество вещества (число молей) гептана, содержащееся в 10 г:

$n(\text{C}_7\text{H}_{16}) = \frac{m(\text{C}_7\text{H}_{16})}{M(\text{C}_7\text{H}_{16})} = \frac{10 \text{ г}}{100 \text{ г/моль}} = 0,1 \text{ моль}$

4. Используя стехиометрические коэффициенты из уравнения реакции, найдем количество вещества продуктов реакции: углекислого газа и воды.

Из уравнения следует, что на 1 моль гептана образуется 7 моль углекислого газа и 8 моль воды.

$n(\text{CO}_2) = 7 \cdot n(\text{C}_7\text{H}_{16}) = 7 \cdot 0,1 \text{ моль} = 0,7 \text{ моль}$

$n(\text{H}_2\text{O}) = 8 \cdot n(\text{C}_7\text{H}_{16}) = 8 \cdot 0,1 \text{ моль} = 0,8 \text{ моль}$

Теперь можно рассчитать искомые величины.

объем углекислого газа (н.у.)

Объем газа при нормальных условиях (н.у.) вычисляется по формуле $V = n \cdot V_m$, где $V_m$ — молярный объем газа при н.у., равный $22,4 \text{ л/моль}$.

$V(\text{CO}_2) = n(\text{CO}_2) \cdot V_m = 0,7 \text{ моль} \cdot 22,4 \text{ л/моль} = 15,68 \text{ л}$

Ответ: объем образовавшегося углекислого газа составляет 15,68 л.

массу воды

Масса вещества вычисляется по формуле $m = n \cdot M$. Сначала найдем молярную массу воды ($M(\text{H}_2\text{O})$):

$M(\text{H}_2\text{O}) = 2 \cdot Ar(\text{H}) + Ar(\text{O}) = 2 \cdot 1 + 16 = 18 \text{ г/моль}$

Теперь рассчитаем массу образовавшейся воды:

$m(\text{H}_2\text{O}) = n(\text{H}_2\text{O}) \cdot M(\text{H}_2\text{O}) = 0,8 \text{ моль} \cdot 18 \text{ г/моль} = 14,4 \text{ г}$

Ответ: масса образовавшейся воды составляет 14,4 г.