Номер 496, страница 95 - гдз по химии 9 класс сборник задач Хвалюк, Резяпкин

496. При пропускании водяного пара через раскалённый углерод образуется оксид углерода(II) и водород. Водород каким максимальным химическим количеством можно получить, имея в своём распоряжении углерод массой 340 кг?

Дано:

$m(C) = 340 \text{ кг}$

$m(C) = 340 \cdot 10^3 \text{ г} = 340000 \text{ г}$

Найти:

$n(H_2) - ?$

Решение:

1. Запишем уравнение химической реакции. При пропускании водяного пара ($H_2O$) через раскалённый углерод (C) образуются оксид углерода(II) (CO) и водород ($H_2$):

$C + H_2O \xrightarrow{t^\circ} CO + H_2$

Уравнение сбалансировано, и стехиометрические коэффициенты перед всеми веществами равны 1. Это означает, что вещества реагируют и образуются в мольном соотношении 1:1:1:1.

2. Рассчитаем химическое количество (количество вещества) углерода. Для этого нам понадобится молярная масса углерода ($M(C)$). Согласно периодической таблице химических элементов, молярная масса углерода составляет:

$M(C) \approx 12 \text{ г/моль}$.

Теперь найдем химическое количество углерода, используя массу, переведенную в граммы, по формуле $n = \frac{m}{M}$:

$n(C) = \frac{m(C)}{M(C)} = \frac{340000 \text{ г}}{12 \text{ г/моль}} \approx 28333.33 \text{ моль}$.

3. По уравнению реакции определим максимальное химическое количество водорода, которое может образоваться.

Из уравнения реакции видно, что из 1 моль углерода образуется 1 моль водорода. Cоотношение количеств веществ углерода и водорода:

$\frac{n(C)}{1} = \frac{n(H_2)}{1}$

Следовательно, химическое количество полученного водорода равно химическому количеству углерода, вступившего в реакцию:

$n(H_2) = n(C) \approx 28333.33 \text{ моль}$.

Так как исходные данные представлены в килограммах, для удобства можно выразить полученный результат в киломолях (кмоль):

$28333.33 \text{ моль} = 28.333... \text{ кмоль} \approx 28.33 \text{ кмоль}$.

Ответ: максимальное химическое количество водорода, которое можно получить, составляет приблизительно $28.33 \text{ кмоль}$.