Для решения задачи начнем с анализа данной реакции:
[ \text{C}_2\text{H}_8 + 5\text{O}_2 \rightarrow 3\text{CO}_2 + 4\text{H}_2\text{O} ]
Здесь мы видим, что на 1 моль бутана (C₂H₈) требуется 5 моль кислорода (O₂) для полного сгорания, в результате чего образуется 3 моль углекислого газа (CO₂) и 4 моль воды (H₂O). Дана информация о том, что расходуется 3 моль кислорода.
- Находим, сколько моль углекислого газа и воды образуется из 3 моль кислорода.
Сначала определим коалицию моль кислорода и других веществ, используя стехиометрические отношения.
Из уравнения реакции видно, что 5 моль кислорода дают:
- 3 моль углекислого газа (CO₂)
- 4 моль воды (H₂O)
Из этого следует, что на 1 моль кислорода в реакции образуется:
[
\frac{3 \text{ моль CO}_2}{5 \text{ моль O}_2} \implies \text{на 1 моль O}_2 \text{ образуется } 0.6 \text{ моль CO}_2
]
Далее, для 3 моль кислорода:
[
n(\text{CO}_2) = 0.6 \times 3 = 1.8 \text{ моль CO}_2
]
Теперь найдем, сколько моль воды также образуется из 3 моль кислорода. На 1 моль кислорода в реакции образуется:
[
\frac{4 \text{ моль H}_2\text{O}}{5 \text{ моль O}_2} \implies \text{на 1 моль O}_2 \text{ образуется } 0.8 \text{ моль H}_2\text{O}
]
Для 3 моль кислорода:
[
n(\text{H}_2\text{O}) = 0.8 \times 3 = 2.4 \text{ моль H}_2\text{O}
]
- Теперь найдем массу образовавшейся воды (H₂O).
Молярная масса воды (H₂O) составляет:
- H: 1 г/моль × 2 = 2 г/моль
- O: 16 г/моль × 1 = 16 г/моль
Таким образом:
[
\text{Молярная масса H}_2\text{O} = 2 + 16 = 18 \text{ г/моль}
]
Теперь найдем массу 2.4 моль воды:
[
m(\text{H}_2\text{O}) = n(\text{H}_2\text{O}) \times M(\text{H}_2\text{O}) = 2.4 \text{ моль} \times 18 \text{ г/моль} = 43.2 \text{ г}
]
Итоговые ответы:
- Количество углекислого газа ( n(\text{CO}_2) = 1.8 ) моль
- Масса воды ( m(\text{H}_2\text{O}) = 43.2 ) г
Таким образом:
- ( n(\text{CO}_2) = 1.8 ) моль;
- ( m(\text{H}_2\text{O}) = 43.2 ) г.
