Номер 6, страница 70 - гдз по химии 7 класс учебник Шиманович, Красицкий

6. При горении угля $C$ на воздухе он превращается в газообразное вещество $CO_2$. Масса этого вещества больше или меньше массы исходного угля? Почему?

Решение

Для ответа на этот вопрос рассмотрим химическую реакцию горения угля (который для простоты будем считать чистым углеродом C) на воздухе.

Процесс горения углерода в кислороде, содержащемся в воздухе, описывается следующим химическим уравнением:

$C + O_2 \rightarrow CO_2$

Здесь $C$ – это углерод (исходный уголь), $O_2$ – это кислород из воздуха, а $CO_2$ – это диоксид углерода или углекислый газ (газообразное вещество, продукт реакции).

Согласно закону сохранения массы, масса веществ, вступивших в химическую реакцию, равна массе веществ, образовавшихся в результате реакции. В данном случае это означает, что сумма масс вступивших в реакцию углерода и кислорода равна массе образовавшегося углекислого газа:

$m(C) + m(O_2) = m(CO_2)$

Из этого уравнения видно, что масса углекислого газа $m(CO_2)$ равна массе исходного угля $m(C)$ плюс масса кислорода $m(O_2)$, который присоединился к углероду в процессе горения.

Поскольку масса прореагировавшего кислорода $m(O_2)$ является положительной величиной, масса конечного продукта $m(CO_2)$ всегда будет больше массы исходного угля $m(C)$.

Это можно также показать на примере молярных масс:

• Атомная масса углерода (C) составляет примерно 12 атомных единиц массы (а.е.м.).
• Атомная масса кислорода (O) составляет примерно 16 а.е.м.

Следовательно, молярная масса углекислого газа ($CO_2$) равна:

$M(CO_2) = M(C) + 2 \cdot M(O) = 12 + 2 \cdot 16 = 12 + 32 = 44$ г/моль.

Таким образом, при сгорании 12 граммов угля (1 моль) образуется 44 грамма углекислого газа, что наглядно демонстрирует, что масса продукта реакции больше массы исходного угля.

Ответ: Масса образовавшегося вещества ($CO_2$) больше массы исходного угля (C). Это происходит потому, что в процессе горения углерод соединяется с кислородом из воздуха. Масса конечного продукта, согласно закону сохранения массы, равна сумме масс исходных реагентов (угля и кислорода).