Номер 1514, страница 239 - гдз по химии 11 класс сборник задач Хвалюк, Резяпкин

1514. *Какой объём (н. у.) кислорода выделился в результате фотосинтеза, если зелёные растения поглотили углекислый газ массой 100 кг?

Дано:

$m(CO_2) = 100 \text{ кг} = 100000 \text{ г}$

Условия: н. у. (нормальные условия)

Найти:

$V(O_2)$ — ?

Решение:

Для решения задачи необходимо использовать суммарное уравнение реакции фотосинтеза:

$6CO_2 + 6H_2O \xrightarrow{\text{свет, хлорофилл}} C_6H_{12}O_6 + 6O_2$

Из данного уравнения следует, что при поглощении 6 моль углекислого газа ($CO_2$) выделяется 6 моль кислорода ($O_2$). Следовательно, их количества вещества ($n$) соотносятся как 1:1.

$n(CO_2) = n(O_2)$

1. Рассчитаем молярную массу углекислого газа ($M(CO_2)$), используя относительные атомные массы углерода ($Ar(C) = 12$) и кислорода ($Ar(O) = 16$).

$M(CO_2) = Ar(C) + 2 \cdot Ar(O) = 12 + 2 \cdot 16 = 44 \text{ г/моль}$

2. Найдем количество вещества углекислого газа массой 100 000 г по формуле $n = m/M$:

$n(CO_2) = \frac{m(CO_2)}{M(CO_2)} = \frac{100000 \text{ г}}{44 \text{ г/моль}} \approx 2272.73 \text{ моль}$

3. Исходя из стехиометрического соотношения, количество вещества выделившегося кислорода равно количеству вещества поглощенного углекислого газа:

$n(O_2) = n(CO_2) \approx 2272.73 \text{ моль}$

4. Вычислим объём кислорода при нормальных условиях (н. у.). При н. у. молярный объём любого газа ($V_m$) составляет $22.4 \text{ л/моль}$. Используем формулу $V = n \cdot V_m$:

$V(O_2) = n(O_2) \cdot V_m \approx 2272.73 \text{ моль} \cdot 22.4 \text{ л/моль} \approx 50909.1 \text{ л}$

Так как $1 \text{ м}^3 = 1000 \text{ л}$, переведем полученный объем в кубические метры для удобства представления:

$V(O_2) \approx \frac{50909.1 \text{ л}}{1000 \text{ л/м}^3} \approx 50.91 \text{ м}^3$

Ответ: объём выделившегося кислорода (н. у.) составляет примерно $50.91 \text{ м}^3$.