3. Сгорело 6 г углерода. Вычислите: а) объем вступившего в реакцию кислорода; б) объем образовавшегося оксида углерода(IV) (н. у.).

Чтобы решить задачу, нам нужно использовать закон сохранения массы и уравнения химической реакции. Давайте разберем задачу шаг за шагом.

Сначала запишем химическую реакцию сгорания углерода:

Сгорание углерода (C) с кислородом (O₂) приводит к образованию углекислого газа (CO₂). Уравнение этой реакции записывается следующим образом:

\[ C + O_2 \rightarrow CO_2 \]

1. Определим соотношение реакционных веществ:

Из уравнения видно, что 1 моль углерода реагирует с 1 моль кислорода, чтобы образовать 1 моль углекислого газа.

2. Найдем количество углерода в молях:

Мы знаем, что у нас есть 6 г углерода. Для этого нам необходимо знать молекулярную массу углерода, которая составляет примерно 12 г/моль.

Количество молей углерода (n) можно рассчитать по формуле:

\[ n = \frac{m}{M} \]

где:

• \( m \) — масса (г),
• \( M \) — молекулярная масса (г/моль).

Подставляем значения:

\[ n(C) = \frac{6 \text{ г}}{12 \text{ г/моль}} = 0.5 \text{ моль} \]

3. Найдем объем кислорода:

Согласно уравнению реакции, 1 моль углерода требует 1 моль кислорода. Это значит, что 0.5 моль углерода требует 0.5 моль кислорода.

При нормальных условиях (н. у.) 1 моль газа занимает объем 22,4 л. Теперь найдем объем кислорода, вступившего в реакцию:

\[ V(O_2) = n(O_2) \times 22.4 \text{ л/моль} \] \[ V(O_2) = 0.5 \text{ моль} \times 22.4 \text{ л/моль} = 11.2 \text{ л} \]

4. Найдем объем образовавшегося углекислого газа (CO₂):

Как и в случае с кислородом, 0.5 моль углерода будет давать 0.5 моль углекислого газа:

\[ V(CO_2) = n(CO_2) \times 22.4 \text{ л/моль} \] \[ V(CO_2) = 0.5 \text{ моль} \times 22.4 \text{ л/моль} = 11.2 \text{ л} \]

Ответ:

а) Объем вступившего в реакцию кислорода: 11.2 л
б) Объем образовавшегося оксида углерода(IV): 11.2 л

Таким образом, мы рассчитали оба требуемых объема, используя основы стехиометрии и свойства газов.