4-54. Вычислите объем углекислого газа (н.у.) и массу воды, которые образуются при сгорании 10 г гептана С7Н16.

Решение:

Запишем уравнение реакции горения гептана:

\( 2C_7H_{16} + 21O_2 \rightarrow 14CO_2 + 16H_2O \)

Молярная масса гептана \( M(C_7H_{16}) = 7 \cdot 12 + 16 \cdot 1 = 84 + 16 = 100 \) г/моль.

Найдем количество вещества гептана:

\( \nu(C_7H_{16}) = \frac{m}{M} = \frac{10 \text{ г}}{100 \text{ г/моль}} = 0.1 \) моль.

По уравнению реакции:

• Из 2 моль \( C_7H_{16} \) образуется 14 моль \( CO_2 \).
• Из 0.1 моль \( C_7H_{16} \) образуется \( x \) моль \( CO_2 \).
• \( x = \frac{14 \cdot 0.1}{2} = 0.7 \) моль \( CO_2 \).

Объем углекислого газа (н.у.):

\( V(CO_2) = \nu \cdot V_m = 0.7 \text{ моль} \cdot 22.4 \text{ л/моль} = 15.68 \) л.

По уравнению реакции:

• Из 2 моль \( C_7H_{16} \) образуется 16 моль \( H_2O \).
• Из 0.1 моль \( C_7H_{16} \) образуется \( y \) моль \( H_2O \).
• \( y = \frac{16 \cdot 0.1}{2} = 0.8 \) моль \( H_2O \).

Молярная масса воды \( M(H_2O) = 2 \cdot 1 + 16 = 18 \) г/моль.

Масса воды:

\( m(H_2O) = \nu \cdot M = 0.8 \text{ моль} \cdot 18 \text{ г/моль} = 14.4 \) г.

Ответ: Объем углекислого газа 15.68 л, масса воды 14.4 г.