номер 10, страница 120 - гдз по химии 10 класс учебник Колевич, Матулис

10.В результате сжигания 9,6 $г$ смеси бутадиена-1,3, пропена и пропина в избытке кислорода образовался углекислый газ объёмом 15,68 $дм^3$ (н. у.). Найдите массу выделившейся при этом воды.

10.Дано:
$m(\text{смеси}) = 9{,}6\text{ г}$
$V(\text{CO}_2) = 15{,}68\text{ дм}^3$
$V_m = 22{,}4\text{ дм}^3/\text{моль}$
Найти: $m(\text{H}_2\text{O})$

Решение:

Все компоненты смеси — бутадиен-1,3 ($\text{C}_4\text{H}_6$), пропен ($\text{C}_3\text{H}_6$) и пропин ($\text{C}_3\text{H}_4$) — являются углеводородами, то есть состоят исключительно из атомов углерода ($\text{C}$) и водорода ($\text{H}$). Следовательно, масса смеси складывается из массы углерода и массы водорода: $$m(\text{смеси}) = m(\text{C}) + m(\text{H})$$

При полном сгорании смеси углеводородов в избытке кислорода весь углерод переходит в углекислый газ ($\text{CO}_2$), а весь водород — в воду ($\text{H}_2\text{O}$).

1. Найдём количество вещества и массу углерода в смеси:
Количество вещества выделившегося углекислого газа: $$n(\text{CO}_2) = \frac{V(\text{CO}_2)}{V_m} = \frac{15{,}68\text{ дм}^3}{22{,}4\text{ дм}^3/\text{моль}} = 0{,}7\text{ моль}$$ Так как в одной молекуле $\text{CO}_2$ содержится один атом углерода: $$n(\text{C}) = n(\text{CO}_2) = 0{,}7\text{ моль}$$ Вычислим массу углерода: $$m(\text{C}) = n(\text{C}) \cdot M(\text{C}) = 0{,}7\text{ моль} \cdot 12\text{ г/моль} = 8{,}4\text{ г}$$

2. Найдём массу и количество вещества водорода в смеси:
По закону сохранения массы: $$m(\text{H}) = m(\text{смеси}) - m(\text{C}) = 9{,}6\text{ г} - 8{,}4\text{ г} = 1{,}2\text{ г}$$ Количество вещества атомарного водорода: $$n(\text{H}) = \frac{m(\text{H})}{M(\text{H})} = \frac{1{,}2\text{ г}}{1\text{ г/моль}} = 1{,}2\text{ моль}$$

3. Рассчитаем массу выделившейся воды:
В одной молекуле воды ($\text{H}_2\text{O}$) содержатся два атома водорода, поэтому количество вещества воды в два раза меньше количества вещества атомов водорода: $$n(\text{H}_2\text{O}) = \frac{n(\text{H})}{2} = \frac{1{,}2\text{ моль}}{2} = 0{,}6\text{ моль}$$ Молярная масса воды: $$M(\text{H}_2\text{O}) = 2 \cdot 1 + 16 = 18\text{ г/моль}$$ Масса образовавшейся воды: $$m(\text{H}_2\text{O}) = n(\text{H}_2\text{O}) \cdot M(\text{H}_2\text{O}) = 0{,}6\text{ моль} \cdot 18\text{ г/моль} = 10{,}8\text{ г}$$

Ответ: $10{,}8\text{ г}$