Номер 264, страница 65 - гдз по химии 10 класс сборник задач Матулис, Матулис

264. Рассчитайте объем (н. у.) углекислого газа, выделяющегося при полном сгорании смеси двух алкенов массой 40 г в избытке кислорода.

Дано:

$m(\text{смеси алкенов}) = 40 \text{ г}$

Найти:

$V(CO_2) - ?$

Решение:

Алкены представляют собой класс углеводородов с общей формулой $C_n H_{2n}$, где $n$ — число атомов углерода. Запишем уравнение реакции полного сгорания алкена в общем виде:

$C_n H_{2n} + \frac{3n}{2} O_2 \rightarrow n CO_2 + n H_2O$

Из этого уравнения следует, что из 1 моль любого алкена образуется $n$ моль углекислого газа. Молярная масса алкена с формулой $C_n H_{2n}$ рассчитывается как:

$M(C_n H_{2n}) = n \cdot M(C) + 2n \cdot M(H) = 12n + 2n = 14n \text{ г/моль}$

Объем $n$ моль углекислого газа при нормальных условиях (н. у.) равен:

$V(n \cdot CO_2) = n \cdot V_m = n \cdot 22,4 \text{ л/моль}$

Теперь мы можем составить пропорцию: при сгорании массы алкена, равной его молярной массе ($14n$ г), образуется объем $CO_2$, равный $n \cdot 22,4$ л.

Из $14n$ г смеси алкенов ——— образуется $n \cdot 22,4$ л $CO_2$

Из $40$ г смеси алкенов ——— образуется $V(CO_2)$ л $CO_2$

Поскольку соотношение масс и объемов не зависит от конкретного значения $n$ (оно сокращается), данная пропорция верна для любого индивидуального алкена и, следовательно, для их смеси.

$\frac{40 \text{ г}}{14n \text{ г}} = \frac{V(CO_2)}{n \cdot 22,4 \text{ л}}$

Выразим из этой пропорции искомый объем $V(CO_2)$:

$V(CO_2) = \frac{40 \cdot n \cdot 22,4}{14n}$

Сократив $n$, получаем:

$V(CO_2) = \frac{40 \cdot 22,4}{14} = \frac{896}{14} = 64 \text{ л}$

Ответ: объем выделившегося углекислого газа составляет 64 л.