Номер 212, страница 57 - гдз по химии 10 класс сборник задач Матулис, Матулис

212. Напишите уравнения реакций:

а) горения пропена;

б) горения алкенов в общем виде.

Как относятся количество (моль) углекислого газа и количество воды, образующихся в результате полного сгорания любого алкена?

а) горения пропена;

Горение — это реакция окисления кислородом. Пропен является алкеном, его химическая формула — $C_3H_6$. При полном сгорании (в избытке кислорода) любого углеводорода образуются углекислый газ ($CO_2$) и вода ($H_2O$).

Сначала запишем схему реакции:

$C_3H_6 + O_2 \rightarrow CO_2 + H_2O$

Далее необходимо уравнять количество атомов каждого элемента в левой и правой частях уравнения (расставить стехиометрические коэффициенты).

1. Уравниваем атомы углерода (C): в левой части 3 атома C (в $C_3H_6$), следовательно, в правой части перед формулой $CO_2$ ставим коэффициент 3.

$C_3H_6 + O_2 \rightarrow 3CO_2 + H_2O$

2. Уравниваем атомы водорода (H): в левой части 6 атомов H (в $C_3H_6$), следовательно, в правой части перед формулой $H_2O$ ставим коэффициент 3 (так как $3 \times 2 = 6$ атомов H).

$C_3H_6 + O_2 \rightarrow 3CO_2 + 3H_2O$

3. Уравниваем атомы кислорода (O): в правой части в 3 молекулах $CO_2$ содержится $3 \times 2 = 6$ атомов кислорода, а в 3 молекулах $H_2O$ — 3 атома кислорода. Всего в правой части $6 + 3 = 9$ атомов кислорода. Чтобы получить 9 атомов кислорода в левой части, перед $O_2$ нужно поставить дробный коэффициент $\frac{9}{2}$.

$C_3H_6 + \frac{9}{2}O_2 \rightarrow 3CO_2 + 3H_2O$

В химических уравнениях принято использовать целочисленные коэффициенты, поэтому умножим все коэффициенты в уравнении на 2.

$2C_3H_6 + 9O_2 \rightarrow 6CO_2 + 6H_2O$

Ответ: $2C_3H_6 + 9O_2 \rightarrow 6CO_2 + 6H_2O$.

б) горения алкенов в общем виде. Как относятся количество (моль) углекислого газа и количество воды, образующихся в результате полного сгорания любого алкена?

Общая формула гомологического ряда алкенов — $C_n H_{2n}$, где $n$ — число атомов углерода ($n \ge 2$).

Запишем схему реакции горения алкена в общем виде:

$C_n H_{2n} + O_2 \rightarrow CO_2 + H_2O$

Уравняем эту схему по аналогии с предыдущим пунктом:

1. Углерод (C): слева $n$ атомов, значит, справа ставим коэффициент $n$ перед $CO_2$.

$C_n H_{2n} + O_2 \rightarrow nCO_2 + H_2O$

2. Водород (H): слева $2n$ атомов, значит, справа ставим коэффициент $n$ перед $H_2O$ (так как $n \times 2 = 2n$).

$C_n H_{2n} + O_2 \rightarrow nCO_2 + nH_2O$

3. Кислород (O): справа в $nCO_2$ содержится $2n$ атомов кислорода, а в $nH_2O$ — $n$ атомов. Всего справа $2n + n = 3n$ атомов кислорода. Следовательно, слева перед $O_2$ нужно поставить коэффициент $\frac{3n}{2}$.

Таким образом, уравнение реакции горения алкенов в общем виде:

$C_n H_{2n} + \frac{3n}{2}O_2 \rightarrow nCO_2 + nH_2O$

Коэффициенты в уравнении реакции показывают соотношение количеств веществ (в молях). Из уравнения видно, что при сгорании 1 моль алкена образуется $n$ моль углекислого газа ($CO_2$) и $n$ моль воды ($H_2O$).

Следовательно, отношение количества вещества (моль) углекислого газа к количеству вещества (моль) воды составляет:

$\frac{\nu(CO_2)}{\nu(H_2O)} = \frac{n}{n} = 1$

Это означает, что молярное соотношение $\nu(CO_2) : \nu(H_2O) = 1:1$.

Ответ: Уравнение горения алкенов в общем виде: $C_n H_{2n} + \frac{3n}{2}O_2 \rightarrow nCO_2 + nH_2O$. Количество (моль) углекислого газа и количество (моль) воды, образующихся в результате полного сгорания любого алкена, относятся как 1:1, то есть их количества равны.