Билет № 23
1. Круговорот химических элементов в природе (на примере
углерода или азота). Роль живых существ в круговороте химических
элементов.
Углерод в природе содержится в различных осадочных горных
породах: меле, известняке. Большое количество углерода входит в состав
растительной биомассы. Содержание в атмосфере углекислого газа
сравнительно невелико – менее 1 % (точнее 0,03 %
по объему),
но именно этот углерод приковывает сегодня внимание ученых.
Углекислый газ необходим растениям для фотосинтеза. В процессе
фотосинтеза образуются органические вещества, служащие источником
питания для всех живых организмов. В то же время углекислый газ
способен вызывать парниковый эффект.
Это связано с тем, что солнечный свет проходит сквозь
атмосферу, нагревает земную поверхность, которая отдает в космос
избыток тепла в виде инфракрасных тепловых лучей. Углекислый газ
пропускает солнечный свет, но задерживает инфракрасное излучение. В
результате повышения концентрации CO2 может
произойти глобальное потепление климата, угрожающее таянием полярных
льдов. Это вызовет подъем уровня океана и затопление больших площадей
суши.
Фотосинтез – основной процесс, постоянно изымающий
углекислый газ из атмосферы. В настоящее время происходит сокращение
площади лесов, что особенно пагубно – влажных тропических
лесов. Загрязнение поверхности океана нефтепродуктами препятствует
нормальному газообмену и фотосинтезу водорослей.
В то же время неуклонно растет потребление ископаемого
топлива: природного газа, нефти, каменного угля, – при
сжигании которого в атмосферу выбрасывается углекислый газ. Углекислый
газ выделяется также при гниении органических веществ, дыхании животных
и человека.
В создавшейся ситуации, важную роль в регуляции содержания CO2
в атмосфере играют донные отложения карбоната кальция, образующиеся при
отмирании мелких морских беспозвоночных. При повышении содержания в
атмосфере углекислого газа, он растворяется в воде, известняк вступает
с ним в реакцию с образованием гидрокарбонатов, что связывает избыток
углекислоты:
CaCO3 + CO2 + H2O
Ca(HCO3)2
Если в атмосфере возникает недостаток углекислого газа,
равновесие смещается влево, гидрокарбонаты разлагаются с освобождением
CO2.
Эти процессы можно представить в виде схемы:
Круговорот углерода в
природе
Если попросят написать уравнения, можно привести суммарное
уравнение образования глюкозы при фотосинтезе:
6CO2 + 6H2O
→ C6H12O6
+ 6O2
Сжигание метана в составе природного газа:
CH4 + 2O2 = CO2
+ 2H2O
Обжиг известняка:
CaCO3 = CaO
+ CO2↑
2. Задача. Вычисление объема газа,
вступившего в реакцию, если известна масса одного из продуктов реакции.
Пример:
2. Сколько литров водорода сгорело, если
образовалось 72 г воды? Решение:
- M (H2O) = 1 • 2 + 16 = 18 г/моль
- Находим количество вещества воды по условию задачи:
n = m / M = 72 г : 18 г/моль = 4 моль - Записываем над уравнением реакции имеющиеся данные, а под
уравнением – число моль согласно уравнению (равно
коэффициенту перед веществом):
x моль
4 моль
2H2 + O2 = 2H2O 2 моль
2 моль
- Составляем пропорцию:
x
моль – 4 моль
2 моль – 2 моль
Находим x: x
= 4 моль • 2 моль / 2 моль = 4 моль - Находим объем водорода:
v = 22,4 л/моль • 4 моль = 89,6 л
Ответ: 89,6 л.
Можно подставлять над и под уравнением непосредственно массу и
объем веществ: x л
72 г
2H2 + O2 = 2H2O 44,8 л
36 г
|