Номер 1207, страница 187 - гдз по химии 11 класс сборник задач Хвалюк, Резяпкин

1207. Рассчитайте, какой объём (н. у.) углекислого газа вступил в реакцию с магнием, если масса образовавшегося оксида магния равна 31,5 г.

Дано:

масса оксида магния $m(MgO) = 31,5 \text{ г}$

молярный объем газа при нормальных условиях (н. у.) $V_m = 22,4 \text{ л/моль}$

Найти:

объём углекислого газа $V(CO_2)$ - ?

Решение:

1. Составим уравнение химической реакции горения магния в углекислом газе. Магний, как активный металл, восстанавливает углерод из его оксида:

$2Mg + CO_2 \rightarrow 2MgO + C$

2. Рассчитаем молярную массу оксида магния $(MgO)$. Для этого воспользуемся периодической системой химических элементов Д.И. Менделеева, взяв округленные значения атомных масс:

$M(MgO) = Ar(Mg) + Ar(O) = 24 \text{ г/моль} + 16 \text{ г/моль} = 40 \text{ г/моль}$

3. Найдем количество вещества (число моль) образовавшегося оксида магния $(MgO)$, используя формулу $n = m/M$:

$n(MgO) = \frac{m(MgO)}{M(MgO)} = \frac{31,5 \text{ г}}{40 \text{ г/моль}} = 0,7875 \text{ моль}$

4. Используя уравнение реакции, найдем количество вещества углекислого газа $(CO_2)$, которое вступило в реакцию. Из уравнения видно, что стехиометрическое соотношение количеств веществ $CO_2$ и $MgO$ равно $1:2$.

$\frac{n(CO_2)}{1} = \frac{n(MgO)}{2}$

Отсюда выразим количество вещества углекислого газа:

$n(CO_2) = \frac{1}{2} n(MgO) = \frac{1}{2} \times 0,7875 \text{ моль} = 0,39375 \text{ моль}$

5. Теперь можем рассчитать объём углекислого газа при нормальных условиях (н. у.), зная его количество вещества и молярный объем газа при н. у. ($V_m = 22,4 \text{ л/моль}$).

$V(CO_2) = n(CO_2) \times V_m = 0,39375 \text{ моль} \times 22,4 \text{ л/моль} = 8,82 \text{ л}$

Ответ: объём углекислого газа, вступившего в реакцию, равен 8,82 л.