Номер 9, страница 17 - гдз по химии 9 класс сборник задач и упражнений Габриелян, Тригубчак

Проверьте себя. 2. Задачи на примеси и практический выход реакции - номер 9, страница 17.

Условие.

9. Какой объём углекислого газа (н. у.) образуется при сгорании 12 кг угля, содержащего 15 % негорючих примесей, если реакция горения протекает с выходом 75 %?

Решение.

Решение 2.

Дано:

$m_{угля} = 12 \text{ кг}$

$\omega_{примесей} = 15\% $

$\eta = 75\%$

$m_{угля} = 12 \text{ кг} = 12000 \text{ г}$

$\omega_{примесей} = 15\% = 0.15$

$\eta = 75\% = 0.75$

Найти:

$V(CO_2)$ - ?

Решение:

1. Уголь содержит 15% негорючих примесей, следовательно, массовая доля чистого углерода (C) в нем составляет:

$\omega(C) = 100\% - 15\% = 85\% = 0.85$

2. Найдем массу чистого углерода, который может вступить в реакцию горения:

$m(C) = m_{угля} \times \omega(C) = 12000 \text{ г} \times 0.85 = 10200 \text{ г}$

3. Запишем уравнение реакции горения углерода:

$C + O_2 \rightarrow CO_2$

4. Рассчитаем количество вещества (число моль) углерода. Молярная масса углерода $M(C) \approx 12 \text{ г/моль}$.

$n(C) = \frac{m(C)}{M(C)} = \frac{10200 \text{ г}}{12 \text{ г/моль}} = 850 \text{ моль}$

5. Согласно уравнению реакции, из 1 моль углерода образуется 1 моль углекислого газа ($CO_2$). Это означает, что стехиометрическое соотношение $n(C) : n(CO_2) = 1:1$. Следовательно, теоретически возможное количество вещества углекислого газа равно:

$n_{теор}(CO_2) = n(C) = 850 \text{ моль}$

6. Рассчитаем теоретический объем углекислого газа, который мог бы образоваться при 100% выходе. При нормальных условиях (н. у.) молярный объем любого газа ($V_m$) составляет 22.4 л/моль.

$V_{теор}(CO_2) = n_{теор}(CO_2) \times V_m = 850 \text{ моль} \times 22.4 \text{ л/моль} = 19040 \text{ л}$

7. Учтем, что практический выход реакции составляет 75%. Рассчитаем практический объем образовавшегося углекислого газа:

$V_{практ}(CO_2) = V_{теор}(CO_2) \times \eta = 19040 \text{ л} \times 0.75 = 14280 \text{ л}$

Объем можно также выразить в кубических метрах: $14280 \text{ л} = 14.28 \text{ м}^3$.

Ответ: образуется 14280 л (или 14.28 м³) углекислого газа.