Номер 497, страница 95 - гдз по химии 9 класс сборник задач Хвалюк, Резяпкин

497. При пропускании водяного пара через раскалённый углерод образовался водород объёмом (н. у.) $44.8 \text{ дм}^3$ и оксид углерода(II). Чему равен объём (н. у.) и масса образовавшегося оксида углерода(II)?

Дано:

$V(H_2) = 44,8 \text{ дм³}$ (н. у.)

$V_m = 22,4 \text{ дм³/моль}$

$V(H_2) = 44,8 \text{ дм³} = 0,0448 \text{ м³}$

Найти:

$V(CO) - ?$

$m(CO) - ?$

Решение:

1. Составим уравнение реакции взаимодействия водяного пара с раскалённым углеродом. В результате реакции образуются водород и оксид углерода(II), также известный как угарный газ.

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

2. Из уравнения реакции видно, что стехиометрические коэффициенты перед водородом ($H_2$) и оксидом углерода(II) ($CO$) равны и составляют 1. Это означает, что они образуются в равных мольных количествах:

$n(H_2) : n(CO) = 1 : 1$

3. Согласно закону Авогадро, при одинаковых условиях (в данном случае, нормальных) объёмы газов относятся так же, как их количества вещества. Следовательно, объём образовавшегося оксида углерода(II) равен объёму образовавшегося водорода.

$V(CO) = V(H_2) = 44,8 \text{ дм³}$

4. Для нахождения массы оксида углерода(II) сначала рассчитаем его количество вещества ($n$), используя молярный объём газов при нормальных условиях ($V_m = 22,4$ дм³/моль).

$n(CO) = \frac{V(CO)}{V_m} = \frac{44,8 \text{ дм³}}{22,4 \text{ дм³/моль}} = 2 \text{ моль}$

5. Далее вычислим молярную массу оксида углерода(II) ($M(CO)$), используя относительные атомные массы углерода ($A_r(C) \approx 12$) и кислорода ($A_r(O) \approx 16$).

$M(CO) = A_r(C) + A_r(O) = 12 \text{ г/моль} + 16 \text{ г/моль} = 28 \text{ г/моль}$

6. Теперь, зная количество вещества и молярную массу, можем найти массу оксида углерода(II) ($m(CO)$).

$m(CO) = n(CO) \times M(CO) = 2 \text{ моль} \times 28 \text{ г/моль} = 56 \text{ г}$

Ответ: объём образовавшегося оксида углерода(II) равен $44,8 \text{ дм³}$, а его масса составляет $56 \text{ г}$.