Номер 556, страница 103 - гдз по химии 9 класс сборник задач Хвалюк, Резяпкин

556. Рассчитайте объём (н. у.) углекислого газа и массу воды, образующихся при полном сжигании ацетилена $C_2H_2$ массой 67,5 г в кислороде.

Дано:

$m(\text{C}_2\text{H}_2) = 67,5 \text{ г}$

Найти:

$V(\text{CO}_2)$ (н.у.) - ?

$m(\text{H}_2\text{O})$ - ?

Решение:

Для решения задачи сначала составим уравнение химической реакции, а затем произведем необходимые расчеты на его основе.

1. Уравнение реакции полного сгорания ацетилена в кислороде:

$2\text{C}_2\text{H}_2 + 5\text{O}_2 \rightarrow 4\text{CO}_2 + 2\text{H}_2\text{O}$

2. Рассчитаем молярную массу ацетилена ($\text{C}_2\text{H}_2$):

$M(\text{C}_2\text{H}_2) = 2 \cdot A_r(\text{C}) + 2 \cdot A_r(\text{H}) = 2 \cdot 12 + 2 \cdot 1 = 26 \text{ г/моль}$

3. Вычислим количество вещества (число моль) ацетилена массой 67,5 г:

$n(\text{C}_2\text{H}_2) = \frac{m(\text{C}_2\text{H}_2)}{M(\text{C}_2\text{H}_2)} = \frac{67,5 \text{ г}}{26 \text{ г/моль}} \approx 2,596 \text{ моль}$

Теперь мы можем рассчитать искомые величины, используя стехиометрические коэффициенты из уравнения реакции.

Объём (н. у.) углекислого газа

Из уравнения реакции видно, что при сгорании 2 моль $\text{C}_2\text{H}_2$ образуется 4 моль $\text{CO}_2$. Следовательно, количество вещества $\text{CO}_2$ в два раза больше количества вещества $\text{C}_2\text{H}_2$.

$n(\text{CO}_2) = 2 \cdot n(\text{C}_2\text{H}_2) = 2 \cdot 2,596 \text{ моль} \approx 5,192 \text{ моль}$

Объём газа при нормальных условиях (н. у.) рассчитывается по формуле $V = n \cdot V_m$, где молярный объём $V_m = 22,4 \text{ л/моль}$.

$V(\text{CO}_2) = n(\text{CO}_2) \cdot V_m = 5,192 \text{ моль} \cdot 22,4 \text{ л/моль} \approx 116,3 \text{ л}$

Ответ: 116,3 л.

Масса воды

Из уравнения реакции видно, что при сгорании 2 моль $\text{C}_2\text{H}_2$ образуется 2 моль $\text{H}_2\text{O}$. Следовательно, их количества вещества равны:

$n(\text{H}_2\text{O}) = n(\text{C}_2\text{H}_2) \approx 2,596 \text{ моль}$

Рассчитаем молярную массу воды ($\text{H}_2\text{O}$):

$M(\text{H}_2\text{O}) = 2 \cdot A_r(\text{H}) + A_r(\text{O}) = 2 \cdot 1 + 16 = 18 \text{ г/моль}$

Массу образовавшейся воды находим по формуле $m = n \cdot M$:

$m(\text{H}_2\text{O}) = n(\text{H}_2\text{O}) \cdot M(\text{H}_2\text{O}) = 2,596 \text{ моль} \cdot 18 \text{ г/моль} \approx 46,7 \text{ г}$

Ответ: 46,7 г.