Номер 553, страница 103 - гдз по химии 9 класс сборник задач Хвалюк, Резяпкин

553. Составьте уравнение химической реакции горения в кислороде:

а) октана $C_8H_{18}$;

б) декана $C_{10}H_{22}$;

в) метанола $CH_3OH$;

г) ацетона $CH_3COCH_3$.

Решение

а) октана $C_8H_{18}$

При полном сгорании органических соединений, состоящих из углерода, водорода и кислорода, в избытке кислорода образуются углекислый газ ($CO_2$) и вода ($H_2O$). Для составления уравнения реакции горения октана необходимо уравнять количество атомов каждого элемента в левой и правой частях.

1. Составим схему реакции: $C_8H_{18} + O_2 \rightarrow CO_2 + H_2O$.

2. Уравняем атомы углерода (C): в левой части 8 атомов C, поэтому в правой части перед $CO_2$ ставим коэффициент 8.

$C_8H_{18} + O_2 \rightarrow 8CO_2 + H_2O$.

3. Уравняем атомы водорода (H): в левой части 18 атомов H, поэтому в правой части перед $H_2O$ ставим коэффициент $18/2=9$.

$C_8H_{18} + O_2 \rightarrow 8CO_2 + 9H_2O$.

4. Уравняем атомы кислорода (O): в правой части $8 \times 2 + 9 \times 1 = 16 + 9 = 25$ атомов O. Следовательно, в левой части перед $O_2$ нужен коэффициент $25/2$.

$C_8H_{18} + \frac{25}{2}O_2 \rightarrow 8CO_2 + 9H_2O$.

5. Чтобы все коэффициенты были целыми числами, умножим обе части уравнения на 2.

Ответ: $2C_8H_{18} + 25O_2 \rightarrow 16CO_2 + 18H_2O$.

б) декана $C_{10}H_{22}$

Процесс аналогичен горению октана.

1. Схема реакции: $C_{10}H_{22} + O_2 \rightarrow CO_2 + H_2O$.

2. Уравниваем углерод: 10 атомов С слева, ставим коэффициент 10 перед $CO_2$.

$C_{10}H_{22} + O_2 \rightarrow 10CO_2 + H_2O$.

3. Уравниваем водород: 22 атома H слева, ставим коэффициент $22/2=11$ перед $H_2O$.

$C_{10}H_{22} + O_2 \rightarrow 10CO_2 + 11H_2O$.

4. Уравниваем кислород: справа $10 \times 2 + 11 \times 1 = 20 + 11 = 31$ атом O. Слева ставим коэффициент $31/2$ перед $O_2$.

$C_{10}H_{22} + \frac{31}{2}O_2 \rightarrow 10CO_2 + 11H_2O$.

5. Умножаем все коэффициенты на 2, чтобы получить целые значения.

Ответ: $2C_{10}H_{22} + 31O_2 \rightarrow 20CO_2 + 22H_2O$.

в) метанола $CH_3OH$

Метанол является кислородсодержащим органическим соединением, но продукты сгорания те же.

1. Схема реакции: $CH_3OH + O_2 \rightarrow CO_2 + H_2O$.

2. Уравниваем углерод: 1 атом C слева и 1 атом C справа. Коэффициенты не требуются.

3. Уравниваем водород: в молекуле метанола 4 атома H ($3+1$), поэтому ставим коэффициент $4/2=2$ перед $H_2O$.

$CH_3OH + O_2 \rightarrow CO_2 + 2H_2O$.

4. Уравниваем кислород: справа $1 \times 2 + 2 \times 1 = 4$ атома O. В левой части 1 атом O уже есть в молекуле метанола, значит, нужно еще 3 атома O. Для этого ставим коэффициент $3/2$ перед $O_2$.

$CH_3OH + \frac{3}{2}O_2 \rightarrow CO_2 + 2H_2O$.

5. Умножаем все коэффициенты на 2.

Ответ: $2CH_3OH + 3O_2 \rightarrow 2CO_2 + 4H_2O$.

г) ацетона $CH_3COCH_3$

Ацетон (пропанон-2) также является кислородсодержащим соединением. Его брутто-формула $C_3H_6O$.

1. Схема реакции: $CH_3COCH_3 + O_2 \rightarrow CO_2 + H_2O$.

2. Уравниваем углерод: в молекуле ацетона 3 атома C, ставим коэффициент 3 перед $CO_2$.

$CH_3COCH_3 + O_2 \rightarrow 3CO_2 + H_2O$.

3. Уравниваем водород: в молекуле ацетона 6 атомов H ($3+3$), ставим коэффициент $6/2=3$ перед $H_2O$.

$CH_3COCH_3 + O_2 \rightarrow 3CO_2 + 3H_2O$.

4. Уравниваем кислород: справа $3 \times 2 + 3 \times 1 = 6 + 3 = 9$ атомов O. В левой части 1 атом O есть в молекуле ацетона, значит, нужно еще 8 атомов. Для этого ставим коэффициент $8/2=4$ перед $O_2$.

Все коэффициенты целые, дополнительное умножение не требуется.

Ответ: $CH_3COCH_3 + 4O_2 \rightarrow 3CO_2 + 3H_2O$.