Номер 2, страница 39 - гдз по химии 9 класс сборник контрольных и самостоятельных работ Сеген, Алексеева

Дано:

количество водорода $n(H_2) = 7$ моль

количество углерода $n(C) = 5$ моль

уравнение реакции: $C + H_2 \rightarrow CH_4$

Перевод в систему СИ:

величины уже представлены в системе СИ (моль)

Найти:

какое из веществ находится в избытке?

Решение:

1. Для начала запишем сбалансированное химическое уравнение реакции получения метана из углерода и водорода:

$C + 2H_2 \rightarrow CH_4$

Из сбалансированного уравнения видно, что 1 моль углерода ($C$) реагирует с 2 молями водорода ($H_2$).

2. Определим, какое из исходных веществ является реагентом в недостатке, а какое — в избытке. Сделаем это двумя способами.

Способ 1: Расчет по углероду (C).

Предположим, что весь углерод ($n(C) = 5$ моль) вступит в реакцию. Тогда для полной реакции с 5 молями углерода потребуется водород в количестве:

$n_{необх}(H_2) = n(C) \times 2 = 5 \text{ моль} \times 2 = 10 \text{ моль}$

У нас есть $7$ моль водорода, а требуется $10$ моль. Поскольку $7 \text{ моль} < 10 \text{ моль}$, водород находится в недостатке. Следовательно, углерод находится в избытке.

Способ 2: Расчет по водороду (H₂).

Предположим, что весь водород ($n(H_2) = 7$ моль) вступит в реакцию. Тогда для полной реакции с 7 молями водорода потребуется углерод в количестве:

$n_{необх}(C) = n(H_2) / 2 = 7 \text{ моль} / 2 = 3.5 \text{ моль}$

У нас есть $5$ моль углерода, а требуется $3.5$ моль. Поскольку $5 \text{ моль} > 3.5 \text{ моль}$, углерод находится в избытке.

Оба способа показывают, что углерод является реагентом в избытке.

Ответ:

В избытке находится углерод (C).