Question

Какой объем кислорода (н.у.) надо затратить и какой объем углекислого газа (н.у.) образуется при сжигании 20 г. гептана (С7Н16 входит в состав бензина)?

Answer 1

C7H16+11O2=7CO2+8H2O

V(O2)=20*11*22.4/100=49.28л

V(CO2)=20*7*22.4/100=31.36л

Answer 2

Когда гептан сжигается в присутствии достаточного количества кислорода, происходит реакция окисления, в результате которой образуется углекислый газ и вода. Уравнение реакции сжигания гептана выглядит так:

\[C_7H_{16} + 11O_2 \rightarrow 7CO_2 + 8H_2O\]

Из уравнения видно, что для полного сжигания одной молекулы гептана потребуется 11 молекул \(O_2\) и образуется 7 молекул \(CO_2\) и 8 молекул \(H_2O\).

Рассчитаем количество вещества гептана и соответствующее количество кислорода и углекислого газа при сжигании 20 г гептана.

1. Молярная масса \(C_7H_{16}\) (гептана): \[C: 12 \, \text{г/моль}, \, H: 1 \, \text{г/моль}\] Молярная масса \(C_7H_{16}\) \(= 12 \cdot 7 + 1 \cdot 16 = 84 \, \text{г/моль}\)

2. Мольное количество гептана: \[n = \frac{m}{M} = \frac{20 \, \text{г}}{84 \, \text{г/моль}} \approx 0.238 \, \text{моль}\]

Теперь, учитывая стехиометрию реакции, можно вычислить количество молекул кислорода и углекислого газа, которые будут затрачены и образованы соответственно.

Мольное соотношение между гептаном и кислородом из уравнения: 1 моль \(C_7H_{16}\) требует 11 молей \(O_2\).

Мольное соотношение между гептаном и углекислым газом: 1 моль \(C_7H_{16}\) образует 7 молей \(CO_2\).

3. Количество молекул \(O_2\) для сжигания 20 г гептана: \[n_{O_2} = 0.238 \, \text{моль} \times 11 = 2.618 \, \text{моль}\]

4. Количество молекул \(CO_2\) при сжигании 20 г гептана: \[n_{CO_2} = 0.238 \, \text{моль} \times 7 = 1.666 \, \text{моль}\]

Теперь переведем количество молекул кислорода и углекислого газа в объемы при нормальных условиях (н.у.), принимая 1 моль газа равным 22.4 литра при стандартных условиях (температура 0 °C и давление 1 атмосферу).

5. Объем кислорода при нормальных условиях: \[V_{O_2} = n_{O_2} \times 22.4 \, \text{л/моль} = 2.618 \, \text{моль} \times 22.4 \, \text{л/моль} \approx 58.7 \, \text{л}\]

6. Объем углекислого газа при нормальных условиях: \[V_{CO_2} = n_{CO_2} \times 22.4 \, \text{л/моль} = 1.666 \, \text{моль} \times 22.4 \, \text{л/моль} \approx 37.3 \, \text{л}\]

Таким образом, при сжигании 20 г гептана потребуется около 58.7 л кислорода и образуется примерно 37.3 л углекислого газа при нормальных условиях.