Номер 5, страница 107 - гдз по химии 9 класс проверочные и контрольные работы Габриелян, Лысова

5. Для полного сгорания 10 л метана (н. у.) необходим кислород объёмом

1) 50 л

2) 10 л

3) 20 л

4) 30 л

Дано:

$V(CH_4) = 10 \text{ л}$

Условия: нормальные (н. у.)

Перевод в систему СИ:

$V(CH_4) = 10 \text{ л} = 10 \times 10^{-3} \text{ м}^3 = 0.01 \text{ м}^3$

Найти:

$V(O_2)$ — ?

Решение:

1. Запишем уравнение реакции полного сгорания метана ($CH_4$) в кислороде ($O_2$). Продуктами полного сгорания углеводородов являются углекислый газ ($CO_2$) и вода ($H_2O$).

$CH_4 + O_2 \rightarrow CO_2 + H_2O$

2. Уравняем химическую реакцию, расставив стехиометрические коэффициенты. Слева 1 атом углерода, справа 1. Слева 4 атома водорода, справа 2, значит ставим коэффициент 2 перед $H_2O$. Теперь справа 4 атома кислорода (2 в $CO_2$ и 2 в $2H_2O$), значит слева ставим коэффициент 2 перед $O_2$.

Уравнение реакции:

$CH_4 + 2O_2 \rightarrow CO_2 + 2H_2O$

3. Согласно закону объемных отношений Гей-Люссака, объемы вступающих в реакцию и образующихся газообразных веществ при одинаковых условиях (температуре и давлении) относятся друг к другу как их стехиометрические коэффициенты в уравнении реакции.

В нашем случае все реагенты и продукты (кроме воды, которая при н.у. может быть жидкостью, но для расчетов газов это не имеет значения) находятся в газообразном состоянии. Из уравнения реакции видно, что на 1 объем метана требуется 2 объема кислорода.

Составим пропорцию:

$\frac{V(CH_4)}{1} = \frac{V(O_2)}{2}$

4. Выразим и рассчитаем объем кислорода, необходимый для сжигания 10 л метана:

$V(O_2) = 2 \times V(CH_4)$

$V(O_2) = 2 \times 10 \text{ л} = 20 \text{ л}$

Таким образом, для полного сгорания 10 л метана потребуется 20 л кислорода. Этот результат соответствует варианту ответа 3).

Ответ: для полного сгорания 10 л метана необходим кислород объёмом 20 л.