Номер 5-39, страница 57 - гдз по химии 8 класс задачник Кузнецова, Левкин

5-39. Вычислите объем кислорода, который потребуется для полного сгорания

а) 7 л этилена ($ \text{C}_2\text{H}_4 $, газ);

б) 8 л пропана ($ \text{C}_3\text{H}_8 $, газ);

в) 9 л сероводорода ($ \text{H}_2\text{S} $, газ).

Вычислите объемы образовавшихся в результате реакции газообразных веществ. (Все объемы газов указаны при одинаковых условиях.)

Поскольку все объемы газов указаны при одинаковых условиях (температура и давление постоянны), для решения задачи можно использовать закон объемных отношений Гей-Люссака. Согласно этому закону, объемы реагирующих и образующихся газообразных веществ соотносятся как их стехиометрические коэффициенты в уравнении реакции.

а)

Дано:

$V(C_2H_4) = 7 \text{ л}$

$V(C_2H_4) = 7 \times 10^{-3} \text{ м}^3$

Найти:

$V(O_2) - ?$
$V(\text{газообразных продуктов}) - ?$

Решение:

1. Записываем уравнение реакции полного сгорания этилена ($C_2H_4$):

$C_2H_4(г) + 3O_2(г) \rightarrow 2CO_2(г) + 2H_2O(г)$

2. Из уравнения реакции следует, что объемные соотношения реагентов и продуктов равны $1 : 3 : 2 : 2$. То есть, на 1 объем этилена требуется 3 объема кислорода, и в результате образуется 2 объема углекислого газа и 2 объема водяного пара.

3. Рассчитываем объем кислорода ($O_2$), необходимый для реакции:

$V(O_2) = V(C_2H_4) \times \frac{3}{1} = 7 \text{ л} \times 3 = 21 \text{ л}$

4. Рассчитываем объемы образовавшихся газообразных продуктов - углекислого газа ($CO_2$) и воды ($H_2O$):

$V(CO_2) = V(C_2H_4) \times \frac{2}{1} = 7 \text{ л} \times 2 = 14 \text{ л}$

$V(H_2O) = V(C_2H_4) \times \frac{2}{1} = 7 \text{ л} \times 2 = 14 \text{ л}$

Ответ: для полного сгорания 7 л этилена потребуется 21 л кислорода; в результате реакции образуется 14 л углекислого газа и 14 л водяного пара.

б)

Дано:

$V(C_3H_8) = 8 \text{ л}$

$V(C_3H_8) = 8 \times 10^{-3} \text{ м}^3$

Найти:

$V(O_2) - ?$
$V(\text{газообразных продуктов}) - ?$

Решение:

1. Записываем уравнение реакции полного сгорания пропана ($C_3H_8$):

$C_3H_8(г) + 5O_2(г) \rightarrow 3CO_2(г) + 4H_2O(г)$

2. Из уравнения реакции следует, что объемные соотношения реагентов и продуктов равны $1 : 5 : 3 : 4$. То есть, на 1 объем пропана требуется 5 объемов кислорода, и в результате образуется 3 объема углекислого газа и 4 объема водяного пара.

3. Рассчитываем объем кислорода ($O_2$), необходимый для реакции:

$V(O_2) = V(C_3H_8) \times \frac{5}{1} = 8 \text{ л} \times 5 = 40 \text{ л}$

4. Рассчитываем объемы образовавшихся газообразных продуктов - углекислого газа ($CO_2$) и воды ($H_2O$):

$V(CO_2) = V(C_3H_8) \times \frac{3}{1} = 8 \text{ л} \times 3 = 24 \text{ л}$

$V(H_2O) = V(C_3H_8) \times \frac{4}{1} = 8 \text{ л} \times 4 = 32 \text{ л}$

Ответ: для полного сгорания 8 л пропана потребуется 40 л кислорода; в результате реакции образуется 24 л углекислого газа и 32 л водяного пара.

в)

Дано:

$V(H_2S) = 9 \text{ л}$

$V(H_2S) = 9 \times 10^{-3} \text{ м}^3$

Найти:

$V(O_2) - ?$
$V(\text{газообразных продуктов}) - ?$

Решение:

1. Записываем уравнение реакции полного сгорания сероводорода ($H_2S$):

$2H_2S(г) + 3O_2(г) \rightarrow 2SO_2(г) + 2H_2O(г)$

2. Из уравнения реакции следует, что объемные соотношения реагентов и продуктов равны $2 : 3 : 2 : 2$. То есть, на 2 объема сероводорода требуется 3 объема кислорода, и в результате образуется 2 объема диоксида серы и 2 объема водяного пара.

3. Рассчитываем объем кислорода ($O_2$), необходимый для реакции:

$V(O_2) = V(H_2S) \times \frac{3}{2} = 9 \text{ л} \times 1.5 = 13.5 \text{ л}$

4. Рассчитываем объемы образовавшихся газообразных продуктов - диоксида серы ($SO_2$) и воды ($H_2O$):

$V(SO_2) = V(H_2S) \times \frac{2}{2} = 9 \text{ л} \times 1 = 9 \text{ л}$

$V(H_2O) = V(H_2S) \times \frac{2}{2} = 9 \text{ л} \times 1 = 9 \text{ л}$

Ответ: для полного сгорания 9 л сероводорода потребуется 13,5 л кислорода; в результате реакции образуется 9 л диоксида серы и 9 л водяного пара.