Номер 2, страница 101 - гдз по химии 8 класс учебник Оспанова, Аухадиева

• 2. Какая масса кислорода потребуется для сгорания 4 моль метана $CH_4$? Какая масса углекислого газа получится в этой реакции?

Ответ: $m(O_2) = 256$ г; $m(CO_2) = 176$ г.

Дано:

Количество вещества метана $n(\text{CH}_4) = 4 \text{ моль}$

Найти:

Массу кислорода $m(\text{O}_2) - ?$

Массу углекислого газа $m(\text{CO}_2) - ?$

Решение:

1. Для решения задачи необходимо составить уравнение реакции горения метана. Метан ($CH_4$) является углеводородом, при его полном сгорании в кислороде ($O_2$) образуются углекислый газ ($CO_2$) и вода ($H_2O$).

Запишем и сбалансируем уравнение реакции:

$\text{CH}_4 + 2\text{O}_2 \rightarrow \text{CO}_2 + 2\text{H}_2\text{O}$

2. На основе стехиометрических коэффициентов в уравнении реакции определим мольные соотношения реагентов и продуктов. На 1 моль метана расходуется 2 моль кислорода и образуется 1 моль углекислого газа.

Соотношение количеств веществ:

$n(\text{CH}_4) : n(\text{O}_2) : n(\text{CO}_2) = 1 : 2 : 1$

3. По условию дано, что в реакцию вступает 4 моль метана. Используя мольные соотношения, рассчитаем количество вещества кислорода, которое потребуется для реакции, и количество вещества углекислого газа, которое образуется.

Количество вещества кислорода:

$n(\text{O}_2) = 2 \cdot n(\text{CH}_4) = 2 \cdot 4 \text{ моль} = 8 \text{ моль}$

Количество вещества углекислого газа:

$n(\text{CO}_2) = 1 \cdot n(\text{CH}_4) = 1 \cdot 4 \text{ моль} = 4 \text{ моль}$

4. Теперь найдем массы кислорода и углекислого газа, используя формулу $m = n \cdot M$, где $\text{m}$ – масса вещества, $\text{n}$ – количество вещества, $\text{M}$ – молярная масса.

Рассчитаем молярные массы $O_2$ и $CO_2$. Для этого воспользуемся периодической таблицей химических элементов (приближенные атомные массы: C ≈ 12 г/моль, o ≈ 16 г/моль).

Молярная масса кислорода ($O_2$):

$M(\text{O}_2) = 2 \cdot 16 \text{ г/моль} = 32 \text{ г/моль}$

Молярная масса углекислого газа ($CO_2$):

$M(\text{CO}_2) = 12 + 2 \cdot 16 = 12 + 32 = 44 \text{ г/моль}$

5. Наконец, рассчитаем искомые массы.

Масса кислорода:

$m(\text{O}_2) = n(\text{O}_2) \cdot M(\text{O}_2) = 8 \text{ моль} \cdot 32 \text{ г/моль} = 256 \text{ г}$

Масса углекислого газа:

$m(\text{CO}_2) = n(\text{CO}_2) \cdot M(\text{CO}_2) = 4 \text{ моль} \cdot 44 \text{ г/моль} = 176 \text{ г}$

Ответ: для сгорания 4 моль метана потребуется 256 г кислорода, при этом получится 176 г углекислого газа.