Номер 4, страница 7 - гдз по химии 10 класс учебник Еремин, Кузьменко

4. Какое из удобрений — аммиачная селитра (нитрат аммония), мочевина $(NH_2)_2CO$ или калийная селитра (нитрат калия) — наиболее богато азотом?

Дано:
Аммиачная селитра (нитрат аммония) - $NH_4NO_3$
Мочевина - $(NH_2)_2CO$
Калийная селитра (нитрат калия) - $KNO_3$

Найти:
Удобрение с наибольшей массовой долей азота ($\omega(N)$).

Решение:

Чтобы определить, какое из удобрений наиболее богато азотом, необходимо рассчитать массовую долю ($\omega$) азота в каждом из соединений. Массовая доля элемента в веществе вычисляется по формуле:

$ \omega(Э) = \frac{n \cdot Ar(Э)}{Mr(вещества)} \cdot 100\% $

где $n$ — число атомов элемента в молекуле, $Ar(Э)$ — относительная атомная масса элемента, $Mr(вещества)$ — относительная молекулярная масса вещества.

Примем относительные атомные массы элементов, округленные до целых: $Ar(N) = 14$, $Ar(H) = 1$, $Ar(O) = 16$, $Ar(C) = 12$, $Ar(K) = 39$.

Аммиачная селитра (нитрат аммония)
Химическая формула: $NH_4NO_3$. В одной молекуле содержится 2 атома азота.
Рассчитаем относительную молекулярную массу:
$Mr(NH_4NO_3) = Ar(N) + 4 \cdot Ar(H) + Ar(N) + 3 \cdot Ar(O) = 14 + 4 \cdot 1 + 14 + 3 \cdot 16 = 80$
Рассчитаем массовую долю азота:
$\omega(N) = \frac{2 \cdot Ar(N)}{Mr(NH_4NO_3)} \cdot 100\% = \frac{2 \cdot 14}{80} \cdot 100\% = \frac{28}{80} \cdot 100\% = 0,35 \cdot 100\% = 35\%$

Мочевина ((NH₂)₂CO)
Химическая формула: $(NH_2)_2CO$. В одной молекуле содержится 2 атома азота.
Рассчитаем относительную молекулярную массу:
$Mr((NH_2)_2CO) = 2 \cdot (Ar(N) + 2 \cdot Ar(H)) + Ar(C) + Ar(O) = 2 \cdot (14 + 2 \cdot 1) + 12 + 16 = 32 + 12 + 16 = 60$
Рассчитаем массовую долю азота:
$\omega(N) = \frac{2 \cdot Ar(N)}{Mr((NH_2)_2CO)} \cdot 100\% = \frac{2 \cdot 14}{60} \cdot 100\% = \frac{28}{60} \cdot 100\% \approx 0,467 \cdot 100\% = 46,7\%$

Калийная селитра (нитрат калия)
Химическая формула: $KNO_3$. В одной молекуле содержится 1 атом азота.
Рассчитаем относительную молекулярную массу:
$Mr(KNO_3) = Ar(K) + Ar(N) + 3 \cdot Ar(O) = 39 + 14 + 3 \cdot 16 = 39 + 14 + 48 = 101$
Рассчитаем массовую долю азота:
$\omega(N) = \frac{1 \cdot Ar(N)}{Mr(KNO_3)} \cdot 100\% = \frac{14}{101} \cdot 100\% \approx 0,139 \cdot 100\% = 13,9\%$

Сравним полученные массовые доли азота: в мочевине (46,7%), в аммиачной селитре (35%) и в калийной селитре (13,9%).
Так как $46,7\% > 35\% > 13,9\%$, то наибольшее содержание азота в мочевине.

Ответ: Наиболее богато азотом удобрение — мочевина ($(NH_2)_2CO$).