Какой объем газа выделится при полном сгорании 20 л циклобутана?

Химия 11 класс Объемные отношения газов при химических реакциях Объём газа сгорание циклобутана химия 11 класс расчет газа закон Бойля-Мариотта Новый

Чтобы ответить на вопрос, давайте сначала разберемся с химической реакцией сгорания циклобутана. Циклобутан (C4H8) сгорает в кислороде (O2), образуя углекислый газ (CO2) и воду (H2O). Уравнение реакции сгорания циклобутана можно записать следующим образом:

C4H8 + O2 → CO2 + H2O

Теперь давайте сбалансируем это уравнение. Для этого нам нужно учесть количество атомов каждого элемента с обеих сторон уравнения:

1. На левой стороне у нас 4 углерода (C) и 8 водородов (H).
2. Чтобы сбалансировать углероды, нам нужно 4 CO2, что дает 4 углерода.
3. Чтобы сбалансировать водороды, нам нужно 4 H2O, что дает 8 водородов.

Теперь у нас есть:

C4H8 + O2 → 4 CO2 + 4 H2O

Теперь посчитаем, сколько кислорода нам нужно. У нас 4 CO2 и 4 H2O, что дает:

• 4 CO2 содержит 4 * 2 = 8 атомов кислорода.
• 4 H2O содержит 4 * 1 = 4 атома кислорода.

Итак, всего нам нужно 8 + 4 = 12 атомов кислорода. Это соответствует 6 молекулам O2 (так как каждая молекула O2 содержит 2 атома кислорода).

Теперь мы можем записать уравнение в сбалансированном виде:

C4H8 + 6 O2 → 4 CO2 + 4 H2O

Теперь, когда у нас есть сбалансированное уравнение, мы можем перейти к расчету объема газа, который выделится при сгорании 20 литров циклобутана. По уравнению видно, что 1 моль циклобутана реагирует с 6 молями кислорода, выделяя 4 моля углекислого газа и 4 моля воды.

Так как в условиях нормальных температур и давления (НТД) 1 моль газа занимает объем 22,4 литра, мы можем рассчитать объем выделившегося углекислого газа:

1. 20 литров циклобутана соответствует 20 / 22,4 = 0,892 моль циклобутана.
2. Согласно уравнению, 1 моль циклобутана дает 4 моля CO2, поэтому 0,892 моль циклобутана даст 0,892 * 4 = 3,568 моль CO2.
3. Теперь переводим молекулы CO2 в объем: 3,568 моль CO2 * 22,4 литра/моль = 79,9992 литра.

Таким образом, объем углекислого газа, который выделится при полном сгорании 20 литров циклобутана, составляет примерно 80 литров.