Какой будет объем газа, выделяющегося в результате разложения 15 г карбоната кальция, если измерять его в литрах

Черепашка_Ниндзя

56

Чтобы найти объем газа, выделяющегося в результате разложения 15 г карбоната кальция, нам необходимо знать химическое уравнение реакции, а также молярную массу карбоната кальция. В данном случае мы разложим карбонат кальция с образованием оксида кальция и выделением углекислого газа, представленного формулой CO2. Реакционное уравнение выглядит следующим образом:

\[CaCO3 \rightarrow CaO + CO2\]

Зная молярные массы каждого вещества: молярная масса карбоната кальция (CaCO3) равна 100,09 г/моль, молярная масса оксида кальция (CaO) равна 56,08 г/моль, а молярная масса углекислого газа (CO2) равна 44,01 г/моль, мы можем рассчитать количество молей углекислого газа, выделяющегося при данной реакции.

1. Рассчитаем количество молей карбоната кальция:
Количество молей = масса вещества / молярная масса
Количество молей карбоната кальция = 15 г / 100,09 г/моль

2. Затем, сравнивая коэффициенты реакции, мы видим, что на каждую моль карбоната кальция образуется одна моль углекислого газа. Это означает, что количество молей углекислого газа равно количеству молей карбоната кальция.

3. Далее, рассчитаем объем газа в литрах, используя уравнение состояния идеального газа, где \(V\) - объем газа, \(n\) - количество молей идеального газа, а \(R\) - универсальная газовая постоянная (равна 0,0821 атм·л/моль·К):
\[V = \frac{n \cdot R \cdot T}{P}\]
где \(T\) - температура газа в Кельвинах, а \(P\) - давление газа в атмосферах.

4. Поскольку задача указывает на нормальные условия (температура 0 °C и давление 1 атмосфера), мы можем использовать эти значения для решения задачи. В этом случае \(T = 273,15\) К и \(P = 1\) атмосфера.

Теперь, используя все эти данные, мы можем рассчитать объем газа:

1. Рассчитаем количество молей карбоната кальция:
\[\text{Количество молей} = \frac{15 \, \text{г}}{100,09 \, \text{г/моль}} \approx 0,1498 \, \text{моль}\]

2. Количество молей углекислого газа равно количеству молей карбоната кальция:
\[\text{Количество молей углекислого газа} \approx 0,1498 \, \text{моль}\]

3. Теперь рассчитаем объем газа, используя уравнение состояния идеального газа:
\[V = \frac{0,1498 \, \text{моль} \cdot 0,0821 \, \text{атм} \cdot \text{л/моль} \cdot \text{К} \cdot 273,15 \, \text{К}}{1 \, \text{атмосфера}}\]
\[V \approx 3,85 \, \text{л}\]

Таким образом, объем газа, выделяющегося в результате разложения 15 г карбоната кальция при нормальных условиях, составляет около 3,85 литров.