Решение задачи: Уравнения реакций горения серы, алюминия и метана

Вот решения задач, оформленные так, чтобы их было удобно переписать в тетрадь школьнику: 1. Напишите уравнения реакций горения в кислороде: а) серы; б) алюминия; в) метана (углерод в образующемся оксиде четырехвалентен). Назовите продукты реакций. Решение: а) Горение серы в кислороде: \[\text{S} + \text{O}_2 = \text{SO}_2\] Продукт реакции: оксид серы(IV) (сернистый газ). б) Горение алюминия в кислороде: \[4\text{Al} + 3\text{O}_2 = 2\text{Al}_2\text{O}_3\] Продукт реакции: оксид алюминия. в) Горение метана в кислороде (углерод в образующемся оксиде четырехвалентен): \[\text{CH}_4 + 2\text{O}_2 = \text{CO}_2 + 2\text{H}_2\text{O}\] Продукты реакции: оксид углерода(IV) (углекислый газ) и вода. 2. В каком виде элемент кислород встречается на Земле? Решение: Элемент кислород встречается на Земле в следующих видах: * В свободном виде: в составе воздуха (молекулярный кислород \(\text{O}_2\)) и в виде озона (\(\text{O}_3\)) в верхних слоях атмосферы. * В связанном виде: в составе воды (\(\text{H}_2\text{O}\)), в составе многих минералов и горных пород (например, оксиды, силикаты, карбонаты), а также в составе органических веществ (белки, жиры, углеводы), из которых состоят живые организмы. 3. Рассчитайте количество вещества и массу кислорода, образующегося при разложении 9 г воды. Уравнение реакции: \[\text{2H}_2\text{O} = \text{2H}_2\uparrow + \text{O}_2\uparrow\] Решение: Дано: Масса воды \(m(\text{H}_2\text{O}) = 9\) г Уравнение реакции: \[\text{2H}_2\text{O} = \text{2H}_2\uparrow + \text{O}_2\uparrow\] Найти: Количество вещества кислорода \(n(\text{O}_2)\) Масса кислорода \(m(\text{O}_2)\) 1. Найдем молярную массу воды \(\text{M}(\text{H}_2\text{O})\). Атомная масса водорода \(\text{Ar}(\text{H}) = 1\) г/моль. Атомная масса кислорода \(\text{Ar}(\text{O}) = 16\) г/моль. \[\text{M}(\text{H}_2\text{O}) = 2 \cdot \text{Ar}(\text{H}) + \text{Ar}(\text{O}) = 2 \cdot 1 + 16 = 18 \text{ г/моль}\] 2. Рассчитаем количество вещества воды \(n(\text{H}_2\text{O})\). \[n(\text{H}_2\text{O}) = \frac{m(\text{H}_2\text{O})}{\text{M}(\text{H}_2\text{O})} = \frac{9 \text{ г}}{18 \text{ г/моль}} = 0,5 \text{ моль}\] 3. Используем уравнение реакции для определения количества вещества кислорода. Из уравнения реакции \[\text{2H}_2\text{O} = \text{2H}_2\uparrow + \text{O}_2\uparrow\] видно, что 2 моль воды при разложении образуют 1 моль кислорода. Соотношение количеств вещества: \[\frac{n(\text{H}_2\text{O})}{2} = \frac{n(\text{O}_2)}{1}\] Отсюда: \[n(\text{O}_2) = \frac{n(\text{H}_2\text{O})}{2} = \frac{0,5 \text{ моль}}{2} = 0,25 \text{ моль}\] 4. Найдем молярную массу кислорода \(\text{M}(\text{O}_2)\). \[\text{M}(\text{O}_2) = 2 \cdot \text{Ar}(\text{O}) = 2 \cdot 16 = 32 \text{ г/моль}\] 5. Рассчитаем массу кислорода \(m(\text{O}_2)\). \[m(\text{O}_2) = n(\text{O}_2) \cdot \text{M}(\text{O}_2) = 0,25 \text{ моль} \cdot 32 \text{ г/моль} = 8 \text{ г}\] Ответ: Количество вещества кислорода \(n(\text{O}_2) = 0,25\) моль. Масса кислорода \(m(\text{O}_2) = 8\) г.