Какая будет масса аммиака, образующегося при реакции 2.24 литров водорода с азотом при нормальных условиях? Какой объем сернистого газа образуется при реакции серы массой 20 грамм с кислородом при нормальных условиях?
Пылающий_Жар-птица
Окей, давайте начнем с первой задачи. Мы хотим найти массу аммиака, который образуется при реакции 2.24 литров водорода с азотом при нормальных условиях. Для этого нам необходимо знать соотношение между объемом газов и их молярной массой, а также используемые уравнения реакции.
Уравнение реакции между водородом и азотом:
\[N_2 + 3H_2 \rightarrow 2NH_3\]
Из этого уравнения мы видим, что каждые три молекулы водорода реагируют с одной молекулой азота, образуя две молекулы аммиака.
Сначала нам нужно вычислить количество вещества водорода, которое участвует в реакции. Для этого нам необходимо использовать уравнение состояния идеального газа:
\[PV = nRT\]
где P - давление газа, V - его объем, n - количество вещества в молях, R - универсальная газовая постоянная, T - температура в кельвинах.
У нас есть объем водорода - 2.24 литров, и мы знаем, что при нормальных условиях (температура 0 °C, давление 1 атмосфера), объем одного моля газа равен 22.4 литров. Поэтому мы можем выразить количество вещества водорода следующим образом:
\[n_H = \frac{V_H}{V_m}\]
где
\(n_H\) - количество вещества водорода в молях,
\(V_H\) - объем водорода в литрах,
\(V_m\) - молярный объем газа при нормальных условиях (22.4 л/моль).
Подставим значения и рассчитаем количество вещества водорода:
\[n_H = \frac{2.24}{22.4} = 0.1 \, \text{моль}\]
Теперь, с учетом соотношения из уравнения реакции, мы можем выразить количество вещества аммиака:
\[n_{NH_3} = 0.1 \times \frac{2}{3} = 0.067 \, \text{моль}\]
Далее, чтобы найти массу аммиака, мы должны знать его молярную массу. Молярная масса аммиака (NH3) равна сумме атомных масс азота (14.01 г/моль) и трех атомных масс водорода (3.02 г/моль):
\[M_{NH_3} = 14.01 + 3.02 \times 3 = 17.03 \, \text{г/моль}\]
Теперь мы можем найти массу аммиака:
\[m_{NH_3} = n_{NH_3} \times M_{NH_3} = 0.067 \times 17.03 = 1.14 \, \text{г}\]
Таким образом, масса аммиака, образующегося при реакции 2.24 литров водорода с азотом при нормальных условиях, равна 1.14 г.
Теперь перейдем ко второй задаче. Нам нужно найти объем сернистого газа, образующегося при реакции серы массой 20 грамм с кислородом при нормальных условиях.
Уравнение реакции между серой и кислородом:
\[S + O_2 \rightarrow SO_2\]
Из этого уравнения мы видим, что каждая молекула серы реагирует с одной молекулой кислорода, образуя одну молекулу сернистого газа.
Сначала нам нужно вычислить количество вещества серы, используя ее молярную массу. Молярная масса серы равна 32.06 г/моль. Подставим значение массы серы и рассчитаем количество вещества:
\[n_S = \frac{m_S}{M_S} = \frac{20}{32.06} = 0.623 \, \text{моль}\]
Теперь, с учетом соотношения из уравнения реакции, мы можем выразить количество вещества сернистого газа:
\[n_{SO_2} = 0.623 \, \text{моль}\]
Далее мы можем использовать уравнение состояния идеального газа и соотношение между объемом и количеством вещества, чтобы найти объем сернистого газа:
\[V_{SO_2} = n_{SO_2} \times V_m\]
Подставим значение количества вещества и молярного объема при нормальных условиях:
\[V_{SO_2} = 0.623 \times 22.4 = 13.93 \, \text{л}\]
Таким образом, объем сернистого газа, образующегося при реакции серы массой 20 грамм с кислородом при нормальных условиях, равен 13.93 литров.
Уравнение реакции между водородом и азотом:
\[N_2 + 3H_2 \rightarrow 2NH_3\]
Из этого уравнения мы видим, что каждые три молекулы водорода реагируют с одной молекулой азота, образуя две молекулы аммиака.
Сначала нам нужно вычислить количество вещества водорода, которое участвует в реакции. Для этого нам необходимо использовать уравнение состояния идеального газа:
\[PV = nRT\]
где P - давление газа, V - его объем, n - количество вещества в молях, R - универсальная газовая постоянная, T - температура в кельвинах.
У нас есть объем водорода - 2.24 литров, и мы знаем, что при нормальных условиях (температура 0 °C, давление 1 атмосфера), объем одного моля газа равен 22.4 литров. Поэтому мы можем выразить количество вещества водорода следующим образом:
\[n_H = \frac{V_H}{V_m}\]
где
\(n_H\) - количество вещества водорода в молях,
\(V_H\) - объем водорода в литрах,
\(V_m\) - молярный объем газа при нормальных условиях (22.4 л/моль).
Подставим значения и рассчитаем количество вещества водорода:
\[n_H = \frac{2.24}{22.4} = 0.1 \, \text{моль}\]
Теперь, с учетом соотношения из уравнения реакции, мы можем выразить количество вещества аммиака:
\[n_{NH_3} = 0.1 \times \frac{2}{3} = 0.067 \, \text{моль}\]
Далее, чтобы найти массу аммиака, мы должны знать его молярную массу. Молярная масса аммиака (NH3) равна сумме атомных масс азота (14.01 г/моль) и трех атомных масс водорода (3.02 г/моль):
\[M_{NH_3} = 14.01 + 3.02 \times 3 = 17.03 \, \text{г/моль}\]
Теперь мы можем найти массу аммиака:
\[m_{NH_3} = n_{NH_3} \times M_{NH_3} = 0.067 \times 17.03 = 1.14 \, \text{г}\]
Таким образом, масса аммиака, образующегося при реакции 2.24 литров водорода с азотом при нормальных условиях, равна 1.14 г.
Теперь перейдем ко второй задаче. Нам нужно найти объем сернистого газа, образующегося при реакции серы массой 20 грамм с кислородом при нормальных условиях.
Уравнение реакции между серой и кислородом:
\[S + O_2 \rightarrow SO_2\]
Из этого уравнения мы видим, что каждая молекула серы реагирует с одной молекулой кислорода, образуя одну молекулу сернистого газа.
Сначала нам нужно вычислить количество вещества серы, используя ее молярную массу. Молярная масса серы равна 32.06 г/моль. Подставим значение массы серы и рассчитаем количество вещества:
\[n_S = \frac{m_S}{M_S} = \frac{20}{32.06} = 0.623 \, \text{моль}\]
Теперь, с учетом соотношения из уравнения реакции, мы можем выразить количество вещества сернистого газа:
\[n_{SO_2} = 0.623 \, \text{моль}\]
Далее мы можем использовать уравнение состояния идеального газа и соотношение между объемом и количеством вещества, чтобы найти объем сернистого газа:
\[V_{SO_2} = n_{SO_2} \times V_m\]
Подставим значение количества вещества и молярного объема при нормальных условиях:
\[V_{SO_2} = 0.623 \times 22.4 = 13.93 \, \text{л}\]
Таким образом, объем сернистого газа, образующегося при реакции серы массой 20 грамм с кислородом при нормальных условиях, равен 13.93 литров.
Знаешь ответ?