Вычислите массу и количество вещества кислорода, прореагировавшего с углеродом, если образовалось 440 г углекислого газа.
Дано: m(СO2)=440 г
Найти: m(O2)-?, n(O2)-?
Решение:
1-й способ
1. Количество вещества углекислого газа массой 440 г рассчитываем по формуле: n=m/M, где M ― молярная масса.
Mr(СO2)=Ar(C)+2•Ar(O)=12+2•16=44, поэтому M(CO2)=44 г/моль
n(CO2)=m(CO2)/M(CO2)=440 г : 44 г/моль = 10 моль
2. Составляем химическое уравнение:
C + O2 = CO2
По уравнению реакции n(O2):n(CO2)=1:1, поэтому
n(О2)=n(CO2)=10 моль
3. Массу кислорода количеством вещества 10 моль рассчитываем по формуле: m=n•M, где M ― молярная масса.
Mr(О2)=2•Ar(О)=2•16=32, поэтому M(О2)=32 г/моль
m(О2)=n(О2)•M(О2)=10 моль•32 г/моль=320 г
2-й способ
1. Составим химическое уравнение:
х моль 440 г
C + O2 = CO2
1 моль 44 г
Над формулами соединений O2 и CO2 записываем неизвестное количество вещества кислорода (х моль) и приведенную в условии задачи массу углекислого газа (440 г), а под формулами соединений – количество вещества и массу количества вещества согласно коэффициентам в химическом уравнении.
Mr(СO2)=Ar(C)+2•Ar(O)=12+2•16=44, поэтому M(CO2)=44 г/моль, масса 1 моль=44 г
2. Количество вещества кислорода вычисляем с помощью пропорции:
х моль / 1 моль = 440 г / 44 г, отсюда
х=n(О2)=440 г • 1 моль : 44 г=10 моль
3 Массу кислорода количеством вещества 10 моль рассчитываем по формуле: m=n•M
Mr(О2)=2•Ar(О)=2•16=32, поэтому M(О2)=32 г/моль
m(О2)=n(О2)•M(О2)=10 моль • 32 г/моль=320 г
3-й способ
1. Составим химическое уравнение:
х г 440 г
C + O2 = CO2
32 г 44 г
Над формулами соединений O2 и CO2 записываем неизвестную массу кислорода (х г) и приведенную в условии задачи массу углекислого газа (440 г), а под формулами соединений – массу количества вещества согласно коэффициентам в химическом уравнении.
Mr(О2)=2•Ar(О)=2•16=32, поэтому M(О2)=32 г/моль, масса 1 моль=32 г
Mr(СO2)=Ar(C)+2•Ar(O)=12+2•16=44, поэтому M(CO2)=44 г/моль, масса 1 моль=44 г
2. Массу кислорода вычисляем с помощью пропорции:
х г / 32 г = 440 г / 44 г, отсюда
х=m(О2)=32 г • 440 г : 44 г=320 г
3. Количество вещества кислорода массой 320 г рассчитываем по формуле: n=m/M
n(О2)=m(О2)/M(О2)=320 г : 32 г/моль=10 моль
Ответ: 320 г и 10 моль кислорода