3. Этан объемом 2,24 дм³ (н. у.) сожгли в избытке кислорода. Рассчитайте объемы (дм³, н. у.) прореагировавшего кислорода и образовавшегося углекислого газа.

Решение:

1. Напишем уравнение реакции горения этана: \( 2C_2H_6 + 7O_2 \rightarrow 4CO_2 + 6H_2O \).
2. Определим количество вещества этана (C₂H₆). При нормальных условиях (н. у.) 1 моль любого газа занимает объем 22,4 дм³.
3. \( \nu(C_2H_6) = \frac{V(C_2H_6)}{V_m} = \frac{2,24 \text{ дм}^3}{22,4 \text{ дм}^3/\text{моль}} = 0,1 \text{ моль} \).
4. По уравнению реакции, на 2 моль этана расходуется 7 моль кислорода. Следовательно, на 0,1 моль этана потребуется:
5. \( \nu(O_2) = \nu(C_2H_6) \times \frac{7}{2} = 0,1 \text{ моль} \times \frac{7}{2} = 0,35 \text{ моль} \).
6. Рассчитаем объем прореагировавшего кислорода:
7. \( V(O_2) = \nu(O_2) \times V_m = 0,35 \text{ моль} \times 22,4 \text{ дм}^3/\text{моль} = 7,84 \text{ дм}^3 \).
8. По уравнению реакции, из 2 моль этана образуется 4 моль углекислого газа. Следовательно, из 0,1 моль этана образуется:
9. \( \nu(CO_2) = \nu(C_2H_6) \times \frac{4}{2} = 0,1 \text{ моль} \times 2 = 0,2 \text{ моль} \).
10. Рассчитаем объем образовавшегося углекислого газа:
11. \( V(CO_2) = \nu(CO_2) \times V_m = 0,2 \text{ моль} \times 22,4 \text{ дм}^3/\text{моль} = 4,48 \text{ дм}^3 \).

Ответ: V(O₂) = 7,84 дм³, V(CO₂) = 4,48 дм³.