Номер 7, страница 246 - гдз по химии 9 класс учебник Еремин, Кузьменко

7. Составьте уравнение реакции полного сгорания пропана. Какой объём кислорода необходим для сжигания 20 л пропана? Какой объём углекислого газа при этом образуется?

Дано:

$V(C_3H_8) = 20 \text{ л}$

Найти:

1. Уравнение реакции полного сгорания пропана - ?

2. $V(O_2) - ?$

3. $V(CO_2) - ?$

Решение:

Составьте уравнение реакции полного сгорания пропана.

Пропан ($C_3H_8$) — это углеводород из класса алканов. Реакция полного сгорания (горения в избытке кислорода) углеводородов всегда приводит к образованию двух продуктов: углекислого газа ($CO_2$) и воды ($H_2O$).

Запишем схему реакции и расставим коэффициенты, чтобы уравнять число атомов каждого элемента в левой и правой частях.

Несбалансированная схема: $C_3H_8 + O_2 \rightarrow CO_2 + H_2O$

1. Уравниваем углерод (C): в молекуле $C_3H_8$ 3 атома C, значит, перед $CO_2$ ставим коэффициент 3.

$C_3H_8 + O_2 \rightarrow 3CO_2 + H_2O$

2. Уравниваем водород (H): в молекуле $C_3H_8$ 8 атомов H, значит, перед $H_2O$ ставим коэффициент 4 (так как $4 \cdot 2 = 8$).

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

3. Уравниваем кислород (O): в правой части теперь $3 \cdot 2 + 4 \cdot 1 = 10$ атомов O. Чтобы в левой части также было 10 атомов O, перед $O_2$ ставим коэффициент 5 (так как $5 \cdot 2 = 10$).

Сбалансированное уравнение реакции:

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

Ответ: Уравнение реакции полного сгорания пропана: $C_3H_8 + 5O_2 \rightarrow 3CO_2 + 4H_2O$.

Какой объём кислорода необходим для сжигания 20 л пропана?

Для решения этой задачи воспользуемся законом объёмных отношений газов (закон Гей-Люссака), который гласит, что при одинаковых условиях (температура и давление) объёмы реагирующих газов и газообразных продуктов реакции относятся как их стехиометрические коэффициенты в уравнении реакции.

Из уравнения $C_3H_8 + 5O_2 \rightarrow 3CO_2 + 4H_2O$ видно, что на 1 объём пропана требуется 5 объёмов кислорода. Составим пропорцию:

$\frac{V(C_3H_8)}{1} = \frac{V(O_2)}{5}$

Выразим отсюда объём кислорода $V(O_2)$:

$V(O_2) = 5 \cdot V(C_3H_8)$

Подставим заданное значение объёма пропана:

$V(O_2) = 5 \cdot 20 \text{ л} = 100 \text{ л}$

Ответ: Для сжигания 20 л пропана необходимо 100 л кислорода.

Какой объём углекислого газа при этом образуется?

Используя тот же закон объёмных отношений и уравнение реакции, определим объём образовавшегося углекислого газа.

Из уравнения реакции следует, что из 1 объёма пропана образуется 3 объёма углекислого газа. Составим пропорцию:

$\frac{V(C_3H_8)}{1} = \frac{V(CO_2)}{3}$

Выразим отсюда объём углекислого газа $V(CO_2)$:

$V(CO_2) = 3 \cdot V(C_3H_8)$

Подставим заданное значение объёма пропана:

$V(CO_2) = 3 \cdot 20 \text{ л} = 60 \text{ л}$

Ответ: При сжигании 20 л пропана образуется 60 л углекислого газа.