Номер 6, страница 35 - гдз по химии 11 класс учебник Мычко, Прохоревич

6. Какой объём кислорода (н. у.) необходим для полного сжигания этана объёмом 100 $м^3$? Какой объём воздуха (н. у.) потребуется для этих целей? Решите задачу, используя объёмные отношения газов.

Дано:

$V(\text{C}_2\text{H}_6) = 100 \text{ м}^3$

Объёмная доля кислорода в воздухе $\phi(\text{O}_2) = 21\% = 0.21$

Условия нормальные (н. у.)

Найти:

$V(\text{O}_2) - ?$

$V(\text{воздуха}) - ?$

Решение:

1. Запишем уравнение реакции полного сгорания этана в кислороде:

$2\text{C}_2\text{H}_6 + 7\text{O}_2 \rightarrow 4\text{CO}_2 + 6\text{H}_2\text{O}$

Поскольку все исходные вещества и продукты (кроме воды) являются газами, а условия нормальные, мы можем использовать закон объёмных отношений газов (закон Гей-Люссака). Этот закон гласит, что объёмы вступающих в реакцию газов и объёмы образующихся газообразных продуктов относятся между собой как их стехиометрические коэффициенты.

Какой объём кислорода (н. у.) необходим для полного сжигания этана объёмом 100 м³?

Из уравнения реакции видно, что на 2 объёма этана требуется 7 объёмов кислорода. Составим пропорцию:

$\frac{V(\text{C}_2\text{H}_6)}{V(\text{O}_2)} = \frac{2}{7}$

Отсюда выразим объём кислорода:

$V(\text{O}_2) = V(\text{C}_2\text{H}_6) \cdot \frac{7}{2} = 100 \text{ м}^3 \cdot 3.5 = 350 \text{ м}^3$

Ответ: Для полного сжигания 100 м³ этана необходим кислород объёмом 350 м³.

Какой объём воздуха (н. у.) потребуется для этих целей?

Воздух является смесью газов, в которой объёмная доля кислорода составляет примерно 21%. Чтобы найти объём воздуха, необходимый для сжигания, нужно объём чистого кислорода разделить на его долю в воздухе:

$V(\text{воздуха}) = \frac{V(\text{O}_2)}{\phi(\text{O}_2)}$

$V(\text{воздуха}) = \frac{350 \text{ м}^3}{0.21} \approx 1666.67 \text{ м}^3$

Округлим результат до целого числа: $1667 \text{ м}^3$.

Ответ: Для этих целей потребуется приблизительно 1667 м³ воздуха.