Номер 169, страница 39 - гдз по химии 8 класс сборник задач Хвалюк, Резяпкин

169. Глюкоза какой максимальной массой может образоваться в процессе фотосинтеза из углекислого газа объёмом (н. у.) 20,0 м³?

Дано:

Объем углекислого газа $V(CO_2) = 20.0 \, м^3$

Условия: нормальные (н. у.)

Перевод объема в литры для удобства расчетов (хотя $м^3$ является единицей СИ, молярный объем традиционно используют в л/моль):

$V(CO_2) = 20.0 \, м^3 = 20.0 \times 1000 \, л = 20000 \, л$

Найти:

Максимальную массу глюкозы $m(C_6H_{12}O_6)$

Решение:

1. Запишем суммарное уравнение реакции фотосинтеза, в результате которой из углекислого газа и воды под действием света образуется глюкоза и кислород:

$6CO_2 + 6H_2O \rightarrow C_6H_{12}O_6 + 6O_2$

Из уравнения реакции видно, что для образования 1 моль глюкозы ($C_6H_{12}O_6$) необходимо 6 моль углекислого газа ($CO_2$).

2. Найдем количество вещества (число молей) углекислого газа объемом 20000 л при нормальных условиях. Молярный объем любого газа при н. у. ($V_m$) составляет 22,4 л/моль.

$n(CO_2) = \frac{V(CO_2)}{V_m} = \frac{20000 \, л}{22.4 \, л/моль} \approx 892.86 \, моль$

3. По стехиометрическим коэффициентам в уравнении реакции определим количество вещества глюкозы, которое может образоваться:

$\frac{n(C_6H_{12}O_6)}{n(CO_2)} = \frac{1}{6}$

$n(C_6H_{12}O_6) = \frac{n(CO_2)}{6} = \frac{892.86 \, моль}{6} \approx 148.81 \, моль$

4. Вычислим молярную массу глюкозы ($C_6H_{12}O_6$), используя округленные значения атомных масс: $Ar(C)=12$, $Ar(H)=1$, $Ar(O)=16$.

$M(C_6H_{12}O_6) = 6 \cdot 12 + 12 \cdot 1 + 6 \cdot 16 = 72 + 12 + 96 = 180 \, г/моль$

5. Найдем массу глюкозы, умножив ее количество вещества на молярную массу:

$m(C_6H_{12}O_6) = n(C_6H_{12}O_6) \cdot M(C_6H_{12}O_6) \approx 148.81 \, моль \cdot 180 \, г/моль \approx 26785.8 \, г$

6. Переведем массу в килограммы и округлим результат до трех значащих цифр (согласно точности исходного значения объема $20.0 \, м^3$):

$26785.8 \, г \approx 26.8 \, кг$

Ответ: максимальная масса глюкозы, которая может образоваться в процессе фотосинтеза, составляет $26.8 \, кг$.