Вправа 189. Збільшується, зменшується чи залишається постійним сумарний об’єм речовин унаслідок таких перетворень (вода утворюється у вигляді пари):
а) СН4 + 2О2 -> СО2 + 2Н2О; Залишається постійним
Сума коефіцієнтів біля реагентів 1+2=3, а сума коефіцієнтів біля продуктів реакції 1+2=3. Якщо сума коефіцієнтів в обох частинах однакова, то однаковим є сумарний об'єм речовин.
б) С2Н4 + 3О2 -> 2СО2 + 2Н2О; Залишається постійним
Сума коефіцієнтів біля реагентів 1+3=4, а сума коефіцієнтів біля продуктів реакції 2+2=4. Якщо сума коефіцієнтів в обох частинах однакова, то однаковим є сумарний об'єм речовин.
в) 2С2Н2 + 5О2 -> 4СО2 + 2Н2О? Зменшується
Сума коефіцієнтів біля реагентів 2+5=7, а сума коефіцієнтів біля продуктів реакції 4+2=6. Оскільки 7>6, реакція супроводжується зменшенням сумарного об'єму речовин.
Вправа 190. Який об’єм кисню витрачається на згоряння 2 л етилену?
Відомо: V(C2H4)=2 л. Знайти: V(O2)-?
Розв'язування:
І спосіб
Складаємо рівняння реакції: С2Н4 + 3O2 -> 2СO2 + 2Н2O.
Розраховуємо об’єм кисню.
На згоряння 1 л етилену витрачається 3 л кисню, тоді
на згоряння 2 л етилену — х л кисню;
х = V(О2) = 2 л • 3 л : 1 л = 6 л.
ІІ спосіб
Складаємо рівняння реакції: С2Н4 + 3O2 -> 2СO2 + 2Н2O.
Співвідношення об’ємів реагуючих газів, згідно з хімічним рівнянням, становить V(C2H4):V(О2)=1:3, тому
V(O2)=3•V(C2H4)=3 • 2 л=6 л.
Відповідь: V(О2) = 6 л
Вправа 191. За нормальних умов змішали 1 л етану і 5 л кисню. Суміш газів підпалили. Які гази було виявлено після реакції і приведення умов до початкових? Обчисліть об’єм кожного із цих газів.
Складаємо рівняння реакції: 2С2Н6 + 7O2 -> 4СO2 + 6Н2O.
Знаходимо об'єм кисню, що прореагував.
Співвідношення об’ємів реагуючих газів, згідно з хімічним рівнянням, становить V(C2H6):V(О2) = 2:7=1:3,5, тому
V(O2)=3,5•V(C2H6)=3,5 • 1 л=3,5 л.
Знаходимо об'єм вуглекислого газу.
Співвідношення об’ємів етану і вуглекислого газу, згідно з хімічним рівнянням, становить V(C2H6):V(СО2)=2:4=1:2, тому
V(СO2)=2•V(C2H6)=2 • 1 л=2 л.
Після реакції буде виявлено вуглекислий газ і залишиться кисень. За н.у. (температура 00С) вода буде рідиною.
Обчислюємо об'єм кисню, що залишиться після реакції:
Vзалишок(O2)=5 л - 3,5 л = 1,5 л.
Відповідь: V(СO2)=2 л, Vзалишок(O2)=1,5 л.
Вправа 192. Після реакції в 40 мл суміші кисню і водню залишилося 10 мл кисню. Які об’єми кисню і водню були до реакції?
Складаємо рівняння реакції: 2Н2 + O2 = 2Н2O
За умовою задачі залишилося 10 мл кисню, тому в реакцію вступили водень та кисень загальним об'ємом 40 мл - 10 мл = 30 мл.
Співвідношення об’ємів реагуючих газів, згідно з хімічним рівнянням, становить V(H2):V(О2)=2:1, разом 2+1=3 частини.
30 мл : 3 = 10 мл - припадає на 1 частину або об'єм кисню.
10 мл • 2 = 20 мл - припадає на 2 частини або об'єм водню.
Залишилося 10 мл і прореагувало 10 мл кисню, тому до реакції було
10 мл + 10 мл = 20 мл кисню.
Відповідь: до реакції було 20 мл кисню і 20 мл водню.
Вправа 193. У якому об’ємному співвідношенні потрібно змішати вуглеводень і повітря, щоб їх було достатньо для перебігу реакції С5Н12 + O2 -> СO2 + H2O? Вважайте, що об’ємна частка кисню в повітрі становить 20%.
Складаємо рівняння реакції: С5Н12 + 8O2 -> 5СO2 + 6H2O
Співвідношення об’ємів реагуючих газів, згідно з хімічним рівнянням, становить V(С5H12):V(О2)=1:8.
У повітрі кисню близько 20% за об'ємом (або 1/5 частина), тому повітря треба взяти у 5 разів більшого об'єму, тобто 8•5 = 40.
Отже, вуглеводень і повітря треба змішати в об'ємному співвідношенні 1:40.
Відповідь: V(C5H12):V(повітря)=1:40
Вправа 194. Який об’єм кисню витратиться на спалювання 200 мл суміші водню та карбон (ІІ) оксиду?
Складаємо рівняння реакції:
2Н2 + O2 = 2Н2O
2CO + O2 = CO2
Співвідношення об’ємів реагуючих газів, згідно з хімічними рівняннями, становить 2:1, тобто на спалювання будь-якого об'єму реагуючих речовин кисню витрачається у 2 рази менше, тому V(O2)=200 мл:2=100 мл.
Вправа 195. Під час згоряння в кисні одного об’єму вуглеводню утворюються два об’єми вуглекислого газу й один об’єм водяної пари. Знайдіть формулу вуглеводню. (Усно.)
Складемо рівняння реакції у загальному випадку:
1 об’єм 2 об’єм 1 об’єм
Співвідношення об’ємів газів, які реагують і утворюються в результаті реакцій, відповідає коефіцієнтам у рівняннях, тому х=2, а у/2=1, звідси у=1•2=2, тому формула має вигляд С2Н2.
Відповідь: С2Н2.
Вправа 196. При повному згорянні 10 мл газуватого вуглеводню утворилося 40 мл вуглекислого газу і 50 мл водяної пари. Об’єми газів виміряні за однакових умов. Виведіть формулу вуглеводню. (Усно.)
Співвідношення об'ємів вуглеводню, вуглекислого газу і водяної пари
V(CxHy):V(CO2):V(H2O)=10:40:50=1:4:5
Складаємо рівняння реакції у загальному випадку:
1 об’єм 4 об’єми 5 об’ємів
Співвідношення об’ємів газів, які реагують і утворюються в результаті реакцій, відповідає коефіцієнтам у рівняннях, тому х=4, а у/2=5, звідси у=2•5=10, тому формула має вигляд С4Н10.
Відповідь: С4Н10.
Вправа 197. Яка формула газуватого вуглеводню, якщо внаслідок його спалювання утворюється вдвічі більший об’єм вуглекислого газу, а густина вуглеводню за нормальних умов становить 1,34 г/л?
Відомо: вуглеводень СхНу, V(CxHy):V(CO2)=1:2, ρ=1,34 г/л.
Знайти: CxHy-?
Розв'язування.
Складаємо рівняння реакції у загальному випадку:
1 об'єм 2 об'єми
Співвідношення об’ємів газів, які реагують і утворюються в результаті реакцій, відповідає коефіцієнтам у рівняннях, тому х=2, отже, формулу вуглеводню можна записати у вигляді: С2Ну.
З формули обчислення густини ρ=M/VМ, де VM - постійна величина і за н.у. чисельно дорівнює 22,4 л/моль, знаходимо молярну масу M=ρ•VМ,
M(C2Hy)=ρ(C2Hy)•VM=1,34 г/л•22,4 л/моль=30 г/моль, Mr(C2Hy)=30
Mr(C2Hy)=2•Ar(C)+y•Ar(H)=2•12+y•1=24+y. Складаємо алгебраїчне рівняння і розв'язуємо його.
24+у=30,
у=30-24
у=6
Отже, формула вуглеводню С2Н6.