Знаємо, розуміємо
1. Чим реакції горіння вуглеводнів відрізняються від реакцій сполучення чи розкладу? У результаті реакції горіння вуглеводнів, на відміну від реакцій сполучення, утворюються два продукти реакції. Реакція горіння вуглеводнів, на відміну від реакції розкладу, є екзотермічною.
2. Що є продуктами повного окиснення вуглеводнів? Продуктами повного окиснення вуглеводнів є вуглекислий газ і вода.
3. До якого типу хімічних реакцій за тепловим ефектом належать реакції горіння вуглеводнів? За тепловим ефектом реакції горіння вуглеводнів належать до екзотермічних реакцій.
4. Висловте своє судження про реакції горіння вуглеводнів. Реакції горіння вуглеводнів є екзотермічними, що супроводжуються виділенням у довкілля теплової та світлової енергії.
Застосовуємо
Вправа 115. Чи вистачить 11,5 л кисню для повного горіння етину об’ємом 5,6 л (н.у)?
Відомо: V(C2H2)=5,6 л. Знайти: V(O2)-?
Розв'язування:
Обчислюємо кількість речовини етину заданого об'єму за формулою v=V/Vm, де Vm – постійна величина і за н.у. дорівнює 22,4 л/моль.
v(С2Н2)=V(С2Н2)/Vm=5,6 л : 22,4 л/моль=0,25 моль.
Записуємо рівняння реакції горіння етину:
2C2H2 + 5O2 -> 4CO2 + 2H2O
Мольні співвідношення речовин показують коефіцієнти рівняння.
Прореагувало 2 моль етину C2Н2 з 5 моль кисню О2, співвідношення молів реагентів реакції становить 2:5 або 1:2,5, тобто кількість речовини кисню в 2,5 разів більша, ніж кількість речовини етину. Отже:
v(O2)=2,5•v(С2Н2)=2,5•0,25 моль=0,625 моль.
Обчислюємо об'єм кисню кількістю речовини 0,625 моль за формулою V=v•Vm, де Vm – постійна величина і за н.у. дорівнює 22,4 л/моль.
V(O2)=v(O2)•Vm=0,625 моль • 22,4 л/моль=14 л.
14 л > 11,5 л
Відповідь: не вистачить.
Вправа 116. Який об’єм етену необхідно спалити (н.у.), щоб утвореного вуглекислого газу вистачило для осадження катіонів Кальцію з кальцій гідроксиду масою 14,8 г?
Відомо: m(Ca(OH)2)=14,8 г. Знайти: V(C2H4)-?
Розв'язування:
Обчислюємо кількість речовини кальцій гідроксиду масою 14,8 г за формулою: v=m/M, де M=Mr г/моль.
Mr(Сa(OH)2)=Ar(Ca)+2•Ar(O)+2•Ar(H)=40+2•16+2•1=74,
тому M(Сa(OH)2)=74 г/моль.
v(Ca(OH)2)=m(Ca(OH)2)/M(Сa(OH)2)=14,8 г : 74 г/моль = 0,2 моль.
Записуємо рівняння реакції:
Ca(OH)2 + CO2 -> CaCO3↓+ H2O
Мольні співвідношення речовин показують коефіцієнти рівняння.
Прореагувало 1 моль кальцій гідроксиду Сa(OH)2 з 1 моль вуглекислого газу СО2,
співвідношення молів реагентів у реакції становить 1:1. тобто клькості речовин однакові. Отже, якщо в реакцію вступає 0,2 моль кальцій гідроксиду, то вступить така ж кількість речовини вуглекислого газу, тому
v(СО2)=v(Сa(OH)2=0,2 моль.
Записуємо рівняння реакції горіння етену:
C2H4 + 3O2 -> 2CO2 + 2H2O
Мольні співвідношення речовин показують коефіцієнти рівняння.
Прореагувало 1 моль етену С2H4 з утворенням 2 моль вуглекислого газу СО2, співвідношення молів реагента і продукту реакції становить 1:2. тобто кількість речовини етену удвічі менша, ніж кількість речовини вуглекислого газу. Отже, якщо в результаті реакції утворюється 0,2 моль вуглекислого газу, то в реакцію вступить удвічі менша кількість речовини етену, тому
v(С2Н4)=v(СО2):2=0,2 моль:2=0,1 моль.
Обчислюємо об'єм етену кількістю речовини 0,1 моль за формулою V=v•Vm, де Vm – постійна величина і за н.у. дорівнює 22,4 л/моль.
V(С2Н4)=v(С2Н4)•Vm=0,1 моль • 22,4 л/моль=2,24 л
Відповідь: V(С2Н4)=2,24 л.
Вправа 117. Розташуйте вуглеводні за збільшенням об’єму кисню, необхідного для згоряння порції кожної речовини об’ємом 44,8 л (н.у.).
| А метан | Б етен | В бутан | Г етин |
Відомо: V(CH4)=V(C2H4)=V(C4H10)=V(C2H2)=44,8 л.
Знайти: Vметаном(O2)-?, Vетеном(O2)-?, Vбутаном(O2)-?, Vетином(O2)-?
Розв'язування:
Обчислюємо кількість речовини всіх вуглеводнів об'ємом 44,8 л за формулою v=V/Vm, де Vm – постійна величина і за н.у. дорівнює 22,4 л/моль.
v(СН4)=v(С2Н4)=v(С4Н10)=v(С2Н2)=44,8 л : 22,4 л/моль=2 моль.
Записуємо рівняння реакції горіння метану:
CH4 + 2O2 -> CO2 + 2H2O
Прореагувало 1 моль метану CН4 з 2 моль кисню О2, співвідношення молів реагентів реакції становить 1:2, тобто кількість речовини кисню вдвічі більша, ніж кількість речовини метану. Отже:
vметаном(O2)=2•v(СН4)=2•2 моль=4 моль.
Записуємо рівняння реакції горіння етену:
C2H4 + 3O2 -> 2CO2 + 2H2O
Прореагувало 1 моль етену C2Н4 з 3 моль кисню О2, співвідношення молів реагентів реакції становить 1:3, тобто кількість речовини кисню втричі більша, ніж кількість речовини етену. Отже:
vетеном(O2)=3•v(С2Н4)=3•2 моль=6 моль.
Записуємо рівняння реакції горіння бутану:
2C4H10 + 13O2 -> 8CO2 + 10H2O
Прореагувало 2 моль бутану C4Н10 з 13 моль кисню О2, співвідношення молів реагентів реакції становить 2:13 або 1:6,5, тобто кількість речовини кисню у 6,5 разів більша, ніж кількість речовини бутану. Отже:
vбутаном(O2)=6,5•v(С4Н10)=6,5•2 моль=13 моль.
Записуємо рівняння реакції горіння етину:
2C2H2 + 5O2 -> 4CO2 + 2H2O
Прореагувало 2 моль етину C2Н2 з 5 моль кисню О2, співвідношення молів реагентів реакції становить 2:5 або 1:2,5, тобто кількість речовини кисню у 2,5 разів більша, ніж кількість речовини етину. Отже:
vетином(O2)=2,5•v(С4Н10)=2,5•2 моль=5 моль.
Отримали, що vметаном(O2)<vетином(O2)<vетеном(O2)<vбутаном(O2),
Кількість речовини v=V/Vm, де Vm - постійна величина.
Отже, Vметаном(O2)<Vетином(O2)<Vетеном(O2)<Vбутаном(O2)
Відповідь: АГБВ