При сгорании циклопропана образуется 132 грамм СО2 и 108 грамм Н2О. Определите массу израсходованного кислорода.
Для решения задачи, давайте начнем с уравнения реакций сгорания циклопропана (C3H6). При сгорании углеводородов образуются углекислый газ (CO2) и вода (H2O).
Сначала напишем уравнение реакции:
\[ C_3H_6 + O_2 \rightarrow CO_2 + H_2O \]
Чтобы определить массу израсходованного кислорода, нам нужны уравнения для расчёта мольных масс газа и соотношение между молями реагентов и продуктов.
Найдем количество углекислого газа (CO2): Молярная масса CO2 = 12 (C) + 2 \times 16 (O) = 44 г/моль. У нас есть 132 г CO2. Количество моль CO2: \[ n_{CO2} = \frac{132 \text{ г}}{44 \text{ г/моль}} = 3 \text{ моль} \]
Найдем количество воды (H2O): Молярная масса H2O = 2 \times 1 (H) + 16 (O) = 18 г/моль. У нас есть 108 г H2O. Количество моль H2O: \[ n_{H2O} = \frac{108 \text{ г}}{18 \text{ г/моль}} = 6 \text{ моль} \]
Запишем уравнение реакции с учетом стехиометрии: Из уравнения сгорания видно, что для каждого моль циклопропана требуется 4 моль кислорода, а в результате образуется 3 моля CO2 и 3 моля H2O. Мы можем использовать соотношения:
- 3 моль CO2 и 3 моль H2O образуются из 1 моль C3H6,
- Получается, что с 1 моль C3H6 образуется 3 моль CO2 и 3 моль H2O.
Определим количество потраченного кислорода: На основании уравнения сгорания: \[ C_3H_6 + 4O_2 \rightarrow 3CO_2 + 3H_2O \] Таким образом, каждый моль C3H6 требует 4 моля O2, а из 3 моль CO2 и 6 моль H2O можно считать, что израсходуется 4 моль O2.
Для нашего случая: \[ n_{O2} = \frac{4}{3} \times n_{CO2} = \frac{4}{3} \times 3 = 4 \text{ моль} \]
Теперь найдем массу кислорода: Молярная масса O2 = 32 г/моль. Таким образом, масса O2 будет равна: \[ m_{O2} = n_{O2} \times M_{O2} = 4 \text{ моль} \times 32 \text{ г/моль} = 128 \text{ г} \]
Итак, масса израсходованного кислорода составляет 128 граммов.
