номер 6, страница 177 - гдз по химии 10 класс учебник Колевич, Матулис

6. К этиленгликолю массой $6,2 \text{ г}$ прибавили натрий массой $3,45 \text{ г}$. Найдите объём водорода, выделившийся после полного завершения реакции.

6.Дано:
$m(\text{C}_2\text{H}_4(\text{OH})_2) = 6{,}2\text{ г}$
$m(\text{Na}) = 3{,}45\text{ г}$
$V_m = 22{,}4\text{ л/моль}$

Найти:
$V(\text{H}_2) - ?$

Решение:

1. Составим уравнение химической реакции взаимодействия двухатомного спирта (этиленгликоля) с металлическим натрием:

$$\text{HO–CH}_2\text{–CH}_2\text{–OH} + 2\text{Na} \rightarrow \text{NaO–CH}_2\text{–CH}_2\text{–ONa} + \text{H}_2\uparrow$$

2. Рассчитаем молярные массы веществ:

• $M(\text{C}_2\text{H}_4(\text{OH})_2) = 2 \cdot 12 + 6 \cdot 1 + 2 \cdot 16 = 62\text{ г/моль}$
• $M(\text{Na}) = 23\text{ г/моль}$

3. Найдём количество вещества каждого из исходных реагентов:

$$n(\text{C}_2\text{H}_4(\text{OH})_2) = \frac{m}{M} = \frac{6{,}2\text{ г}}{62\text{ г/моль}} = 0{,}1\text{ моль}$$

$$n(\text{Na}) = \frac{m}{M} = \frac{3{,}45\text{ г}}{23\text{ г/моль}} = 0{,}15\text{ моль}$$

4. Определим, какое вещество находится в недостатке:

По уравнению реакции на $1\text{ моль}$ этиленгликоля требуется $2\text{ моль}$ натрия. Следовательно, для полного взаимодействия с $0{,}1\text{ моль}$ этиленгликоля необходимо:

$$n_{\text{необх}}(\text{Na}) = 2 \cdot n(\text{C}_2\text{H}_4(\text{OH})_2) = 2 \cdot 0{,}1 = 0{,}2\text{ моль}$$

По условию дано лишь $0{,}15\text{ моль}$ натрия ($0{,}15 < 0{,}2$), значит, натрий находится в недостатке, и расчёт выделившегося водорода ведём по нему.

5. Найдём количество вещества и объём выделившегося водорода:

По уравнению реакции соотношение количеств натрия и водорода равно:

$$n(\text{H}_2) = \frac{1}{2} n(\text{Na}) = \frac{0{,}15}{2} = 0{,}075\text{ моль}$$

Вычислим объём водорода при нормальных условиях:

$$V(\text{H}_2) = n(\text{H}_2) \cdot V_m = 0{,}075\text{ моль} \cdot 22{,}4\text{ л/моль} = 1{,}68\text{ л}$$

Ответ: $V(\text{H}_2) = 1{,}68\text{ л}$