Номер 13, страница 35 - гдз по химии 9 класс учебник Еремин, Кузьменко

13. Имеется смесь $CO$ и $O_2$ в соотношении 2 : 1. Смесь подожгли. Во сколько раз уменьшится объём газа (при постоянных температуре и давлении) после реакции?

Решение

Запишем уравнение химической реакции горения угарного газа ($CO$) в кислороде ($O_2$). Продуктом реакции является углекислый газ ($CO_2$).

$$ 2CO + O_2 \rightarrow 2CO_2 $$

Согласно условию, температура и давление остаются постоянными. В этом случае, согласно закону Авогадро, соотношение объемов газов, участвующих в реакции, равно соотношению их количеств вещества (молей), то есть стехиометрическим коэффициентам в уравнении реакции.

Изначально имеется смесь $CO$ и $O_2$ в соотношении 2 : 1. Это означает, что на каждые 2 объемные части $CO$ приходится 1 объемная часть $O_2$. Давайте примем, что объем кислорода $V(O_2)$ равен $x$ литров. Тогда объем угарного газа $V(CO)$ равен $2x$ литров.

Начальный общий объем газовой смеси ($V_{начальный}$) равен сумме объемов компонентов:

$$ V_{начальный} = V(CO) + V(O_2) = 2x + x = 3x $$

Из уравнения реакции мы видим, что 2 моль (или 2 объемные части) $CO$ реагируют с 1 моль (или 1 объемной частью) $O_2$. Поскольку исходные газы взяты именно в этом стехиометрическом соотношении (2:1), они прореагируют полностью, без остатка.

Согласно уравнению реакции, из 2 объемных частей $CO$ и 1 объемной части $O_2$ образуется 2 объемные части $CO_2$. Следовательно, после реакции в системе останется только углекислый газ, объем которого ($V_{конечный}$) будет равен:

$$ V_{конечный} = V(CO_2) = 2x $$

Чтобы найти, во сколько раз уменьшился объем газа, необходимо найти отношение начального объема к конечному объему:

$$ \frac{V_{начальный}}{V_{конечный}} = \frac{3x}{2x} = 1.5 $$

Таким образом, объем газа после реакции уменьшится в 1,5 раза.

Ответ: объем газа уменьшится в 1,5 раза.