Номер 124, страница 42 - гдз по химии 10 класс сборник задач Матулис, Матулис

124. Напишите уравнения реакций горения бутана с образованием углекислого газа, угарного газа и сажи.

Горение бутана с образованием углекислого газа
Данный процесс представляет собой полное сгорание бутана, которое происходит при наличии достаточного или избыточного количества кислорода. Продуктами такой реакции являются диоксид углерода (углекислый газ) и вода. Химическая формула бутана — $C_4H_{10}$.
Процесс уравнивания реакции:
1. Записываем исходные вещества и продукты: $C_4H_{10} + O_2 \rightarrow CO_2 + H_2O$.
2. Уравниваем количество атомов углерода (C): слева 4 атома, значит, справа перед $CO_2$ ставим коэффициент 4. $C_4H_{10} + O_2 \rightarrow 4CO_2 + H_2O$.
3. Уравниваем количество атомов водорода (H): слева 10 атомов, значит, справа перед $H_2O$ ставим коэффициент 5 (так как $5 \times 2 = 10$). $C_4H_{10} + O_2 \rightarrow 4CO_2 + 5H_2O$.
4. Уравниваем количество атомов кислорода (O): справа у нас $4 \times 2 + 5 \times 1 = 13$ атомов кислорода. Чтобы получить 13 атомов слева, перед $O_2$ ставим коэффициент $13/2$. $C_4H_{10} + \frac{13}{2}O_2 \rightarrow 4CO_2 + 5H_2O$.
5. Для получения целочисленных коэффициентов умножаем все уравнение на 2. Итоговое уравнение реакции полного сгорания бутана:
$2C_4H_{10} + 13O_2 \rightarrow 8CO_2 + 10H_2O$

Ответ: $2C_4H_{10} + 13O_2 \rightarrow 8CO_2 + 10H_2O$.

Горение бутана с образованием угарного газа
Этот процесс является примером неполного сгорания, которое происходит при недостатке кислорода. В результате вместо углекислого газа образуется токсичный угарный газ (монооксид углерода) и вода.
Процесс уравнивания реакции:
1. Исходная схема: $C_4H_{10} + O_2 \rightarrow CO + H_2O$.
2. Уравниваем C и H, как в предыдущем случае: $C_4H_{10} + O_2 \rightarrow 4CO + 5H_2O$.
3. Уравниваем кислород: справа $4 \times 1 + 5 \times 1 = 9$ атомов. Следовательно, слева перед $O_2$ ставим коэффициент $9/2$. $C_4H_{10} + \frac{9}{2}O_2 \rightarrow 4CO + 5H_2O$.
4. Умножаем все коэффициенты на 2 для получения целых чисел. Итоговое уравнение реакции:
$2C_4H_{10} + 9O_2 \rightarrow 8CO + 10H_2O$

Ответ: $2C_4H_{10} + 9O_2 \rightarrow 8CO + 10H_2O$.

Горение бутана с образованием сажи
При сильном дефиците кислорода происходит еще более неполное сгорание бутана, продуктами которого являются сажа (чистый углерод) и вода.
Процесс уравнивания реакции:
1. Исходная схема: $C_4H_{10} + O_2 \rightarrow C + H_2O$.
2. Уравниваем C и H: $C_4H_{10} + O_2 \rightarrow 4C + 5H_2O$.
3. Уравниваем кислород: справа $5 \times 1 = 5$ атомов. Следовательно, слева перед $O_2$ ставим коэффициент $5/2$. $C_4H_{10} + \frac{5}{2}O_2 \rightarrow 4C + 5H_2O$.
4. Умножаем все коэффициенты на 2. Итоговое уравнение реакции:
$2C_4H_{10} + 5O_2 \rightarrow 8C + 10H_2O$

Ответ: $2C_4H_{10} + 5O_2 \rightarrow 8C + 10H_2O$.