Приклад розв’язування задач

Задача 1. У процесі фотосинтезу одна рослина поглинає 280 г CO₂ за світловий день. Яка маса глюкози (теоретично) утвориться в листках і яка маса кисню виділиться за 5 днів? Процесом дихання знехтувати.

Дано: Розв’язання

CO₂ – 280 г/день; Записуємо сумарне рівняння фотосинтезу:

t – 5 днів. 6СО₂ + 6Н₂О С₆Н₁₂О₆ + 6О₂.

m(С₆Н₁₂О₆) - ? 6 моль 1 моль 6 моль

m(CO₂) - ? 6*44=264г 180г 6*32=192г

За рівнянням реакції визначаємо маси продуктів реакції, утворених рослиною за день:

Унаслідок поглинання 264 г CO₂ утворюється 180 г С₆Н₁₂О₆;

Унаслідок поглинання 280 г CO₂ – х г С₆Н₁₂О₆;

х = 280*180/264 = 190,9 г С₆Н₁₂О₆.

Унаслідок поглинання 264 г CO₂ утворюється 192 г O₂;

Унаслідок поглинання 280 г CO₂ – х г O₂;

х = 280*192/264 = 203,6 г O₂.

У результаті фотосинтезу за один день рослина утворює 109,9 г С₆Н₁₂О₆ і виділяє 203,6 г O₂.

За 5 днів утвориться:

190,9 г*5 = 954,5 г С₆Н₁₂О₆;

203,6 г*5 = 1018 г O₂.

Відповідь. Утвориться 954,5 г глюкози й виділиться 1018 г кисню.

Задача 2. За добу людина споживає в середньому 430 г O₂. Одне дерево середніх розмірів за вегетаційний період поглинає близько 42 кг CO₂. На скільки діб вистачить людині кисню, продукованого одним деревом за вегетаційний період?

Дано: Розв’язання

m(O₂) – 430 г (0,43кг) споживає За сумарним рівнянням реакції фотосин-

людина за добу; тезу визначаємо масу кисню, яку виділить

m(CO₂) – 42 кг поглинає одне дерево за вегетаційний період:

дерево за вегетаційний період 6СО₂ + 6Н₂О С₆Н₁₂О₆ + 6О₂;

m(O₂) - ? 264 г 192 г

N(днів) - ?

Унаслідок поглинання 264 кг CO₂ виділяється 192 кг O₂;

Унаслідок поглинання 42 кг CO₂ – х кг O₂;

х = 42*192/264 = 30,545 кг O₂

Визначаємо, на скільки діб вистачить одній людині кисню, продукованого деревом за вегетаційний період:

30,545 кг:0,43 кг/добу = 71 добу.

Відповідь. Кисню вистачить на 71 добу.

Задача 3. Земна поверхня одержує 2 Дж/см² сонячної енергії за хвилину. Яка маса глюкози синтезуються в 1000 листках однієї рослини, якщо середня площа листка становить 10 см², тривалість світлового дня становить 16 год, а коефіцієнт переходу сонячної енергії в енергію хімічних зв’язків – 10%?

Дано: Розв’язання

Земна поверхня одержує 2 Дж/см²/1хв; Загальна площа листків:

S(листка) – 10 см²; 10 см²*1000 = 10000 см².

N – 1000 листків; Кількість сонячної енергії, що

t – 16 год; потрапляє на листки за 1 хв:

Коефіцієнт використання 2 Дж/см²*10000 см² = 20000 Дж

сонячної енергії – 0,1 (10%). = 20кДж.

m (С₆Н₁₂О₆) - ? Кількість енергії, яку одержить

ця рослина протягом 16 год світлового дня:

20 кДж/хв.*(60*16) хв. = 19200 кДж.

Кількість енергії, що переходить в енергію хімічних зв’язків:

19200 кДж – 100%;

х кДж – 10%;

х = 19200 кДж*10%/100% = 1920 кДж.

З рівняння сумарної реакції фотосинтезу випливає, що для синтезу 1 моль глюкози необхідно 2800 кДж енергії:

6СО₂ + 6Н₂О + 2800 кДж → С₆Н₁₂О₆ + 6О₂;

Звідси: 1 моль – 2800 кДж;

х моль – 1920 кДж;

х = 1920/2800 = 0,68 моль.

М(С₆Н₁₂О₆) = 180г/моль. Звідси:

1 моль С₆Н₁₂О₆ – 180 г;

0,68 моль С₆Н₁₂О₆ – х г;

х = 0,68*180 = 122,4 г С₆Н₁₂О₆.

Відповідь. Синтезовано 122,4 г глюкози.

Задача 4. У нітрифікуючих бактеріях відбуваються процеси, які можна виразити наступними рівняннями реакції:

2NH₃ + 3O₂ = 2HNO₂ + 2H₂O + 663 кДж;

2HNO₂ + O₂ = 2HNO₃ + 192кДж.

Визначте, яку кількість речовини амоніаку повинні окиснити нітрифікуючи бактерії для вивільнення 5768 кДж енергії.