Обчисліть масу і кількість речовини етанолу та об'єм кисню (н. у.), що вступили в реакцію повного окиснення етанолу, якщо утворився карбон (ІV) оксид об'ємом 896 л
Дано: m(CО2)=896 л. Знайти: m(C2Н5ОН)-? V(О2)-?
Розв'язання.
І спосіб.
х г у л 896 л
С2Н5ОН + 3О2 = 2CО2 + 3Н2О.
46 г 67,2 л 44,8 л
Над формулами речовин записуємо дані, що є за умовою задачі.
Мольні співвідношення речовин показують коефіцієнти рівняння. Прореагувало 1 моль етанолу C2H5ОН і 3 моль кисню О2 з утворенням 2 моль карбон (IV) оксиду СО2.
1 моль газу за н.у. займає об'єм 22,4 л, тому 2 моль займе об'єм 44,8 л, а 3 моль - 67,2 л.
Обчислюємо молярну масу (M г/моль = Mr) етанолу C2H5ОН й, відповідно, масу 1 моль.
Mr(C2H5ОН)=2•Ar(C)+6•Ar(Н)+Ar(О)=2•12+6•1+16=46.
M(C2H5ОН)=46 г/моль. Маса 1 моль = 46 г.
Записуємо під формулами речовин у рівнянні реакції.
Складаємо дві пропорції і розв'язуємо їх.
Пропорція для обчислення об'єму кисню О2.
у л/67,2 л= 896 л /44,8 л, звідси у=(896 л•67,2 л)/44,8 л=1344 л.
Пропорція для обчислення маси етанолу C2H5ОН.
х г/46 г= 896 л / 44,8 л, звідси х=(896 л •46 г)/44,8 л= 920 г.
Обчислюємо кількістю речовини етанолу масою 920 г за формулою γ=m/M, де M г/моль = Mr.
γ(C2H5ОН)=920 г:46 г/моль=20 моль.
Відповідь. V(О2)=1344 л; m(C2H5ОН)=920 г; γ(C2H5ОН)=20 моль.
ІІ спосіб.
Записуємо рівняння реакції:С2Н5ОН+3О2=2CО2+3Н2О.
Обчислюємо кількість речовини карбон (IV) оксиду СО2 об'ємом 896 л за формулою γ=V/Vм, де -Vм постійна величина і дорівнює 22,4 л/моль за н.у.
y(CО2)=896 л:22,4 л/моль = 40 моль.
Мольні співвідношення речовин показують коефіцієнти рівняння. Прореагувало 1 моль етанолу C2H5ОН і 3 моль кисню О2 з утворенням 2 моль карбон (IV) оксиду СО2, кількість речовини кисню у 1,5 разів більша за карбон (IV) оксиду (3:2=1,5:1), тому y(О2)=1,5•y(CО2)=1,5•40 моль= 60 моль, а кількість речовини етанолу є у два рази меншою, ніж карбон (IV) оксиду, тому y(C2H5ОН)=y(CО2):2=40 моль:2=20 моль.
Обчислюємо об'єм кисню кількістю речовини 60 моль за формулою V=γ•Vм, де - Vм постійна величина і дорівнює 22,4 л/моль за н.у.
V(О2)=60 моль•22,4 л/моль=1344 л.
Обчислюємо масу етанолу кількістю речовини 20 моль за формулою m=γ•M, де M г/моль = Mr.
Mr(C2H5ОН)=2•Ar(C)+6•Ar(Н)+Ar(О)=2•12+6•1+16=46. M(C2H5ОН)=46 г/моль.
m(C2H5ОН)=20 моль•46 г/моль=920 г.
Відповідь. V(О2)=1344 л; m(C2H5ОН)=920 г; γ(C2H5ОН)=20 моль.
Розв'язання.
І спосіб.
х г у л 896 л
С2Н5ОН + 3О2 = 2CО2 + 3Н2О.
46 г 67,2 л 44,8 л
Над формулами речовин записуємо дані, що є за умовою задачі.
Мольні співвідношення речовин показують коефіцієнти рівняння. Прореагувало 1 моль етанолу C2H5ОН і 3 моль кисню О2 з утворенням 2 моль карбон (IV) оксиду СО2.
1 моль газу за н.у. займає об'єм 22,4 л, тому 2 моль займе об'єм 44,8 л, а 3 моль - 67,2 л.
Обчислюємо молярну масу (M г/моль = Mr) етанолу C2H5ОН й, відповідно, масу 1 моль.
Mr(C2H5ОН)=2•Ar(C)+6•Ar(Н)+Ar(О)=2•12+6•1+16=46.
M(C2H5ОН)=46 г/моль. Маса 1 моль = 46 г.
Записуємо під формулами речовин у рівнянні реакції.
Складаємо дві пропорції і розв'язуємо їх.
Пропорція для обчислення об'єму кисню О2.
у л/67,2 л= 896 л /44,8 л, звідси у=(896 л•67,2 л)/44,8 л=1344 л.
Пропорція для обчислення маси етанолу C2H5ОН.
х г/46 г= 896 л / 44,8 л, звідси х=(896 л •46 г)/44,8 л= 920 г.
Обчислюємо кількістю речовини етанолу масою 920 г за формулою γ=m/M, де M г/моль = Mr.
γ(C2H5ОН)=920 г:46 г/моль=20 моль.
Відповідь. V(О2)=1344 л; m(C2H5ОН)=920 г; γ(C2H5ОН)=20 моль.
ІІ спосіб.
Записуємо рівняння реакції:С2Н5ОН+3О2=2CО2+3Н2О.
Обчислюємо кількість речовини карбон (IV) оксиду СО2 об'ємом 896 л за формулою γ=V/Vм, де -Vм постійна величина і дорівнює 22,4 л/моль за н.у.
y(CО2)=896 л:22,4 л/моль = 40 моль.
Мольні співвідношення речовин показують коефіцієнти рівняння. Прореагувало 1 моль етанолу C2H5ОН і 3 моль кисню О2 з утворенням 2 моль карбон (IV) оксиду СО2, кількість речовини кисню у 1,5 разів більша за карбон (IV) оксиду (3:2=1,5:1), тому y(О2)=1,5•y(CО2)=1,5•40 моль= 60 моль, а кількість речовини етанолу є у два рази меншою, ніж карбон (IV) оксиду, тому y(C2H5ОН)=y(CО2):2=40 моль:2=20 моль.
Обчислюємо об'єм кисню кількістю речовини 60 моль за формулою V=γ•Vм, де - Vм постійна величина і дорівнює 22,4 л/моль за н.у.
V(О2)=60 моль•22,4 л/моль=1344 л.
Обчислюємо масу етанолу кількістю речовини 20 моль за формулою m=γ•M, де M г/моль = Mr.
Mr(C2H5ОН)=2•Ar(C)+6•Ar(Н)+Ar(О)=2•12+6•1+16=46. M(C2H5ОН)=46 г/моль.
m(C2H5ОН)=20 моль•46 г/моль=920 г.
Відповідь. V(О2)=1344 л; m(C2H5ОН)=920 г; γ(C2H5ОН)=20 моль.