Номер 9, страница 83 - гдз по химии 11 класс учебник Еремин, Кузьменко

Параграф 17. Оксиды азота. Глава 1. Неметаллы - номер 9, страница 83.

Условие.

9. Смешали по 500 мл растворов нитрита натрия и хлорида аммония концентрацией 1 моль/л. Какой объём азота (н. у.) образуется при нагревании полученного раствора?

Решение.

Решение 2.

Дано:

$V(\text{р-ра } NaNO_2) = 500 \text{ мл}$

$V(\text{р-ра } NH_4Cl) = 500 \text{ мл}$

$C(NaNO_2) = 1 \text{ моль/л}$

$C(NH_4Cl) = 1 \text{ моль/л}$

$V(\text{р-ра } NaNO_2) = 500 \text{ мл} = 0.5 \text{ л}$

$V(\text{р-ра } NH_4Cl) = 500 \text{ мл} = 0.5 \text{ л}$

Найти:

$V(N_2)$ (н. у.) - ?

Решение:

1. При смешивании и нагревании растворов нитрита натрия ($NaNO_2$) и хлорида аммония ($NH_4Cl$) происходит химическая реакция с выделением газообразного азота. Запишем уравнение этой реакции:

$NH_4Cl + NaNO_2 \xrightarrow{t} N_2 \uparrow + NaCl + 2H_2O$

2. Рассчитаем количество вещества (число молей) для каждого из исходных реагентов, используя формулу $n = C \cdot V$, где $C$ — молярная концентрация, а $V$ — объем раствора.

Количество вещества нитрита натрия:

$n(NaNO_2) = C(NaNO_2) \cdot V(\text{р-ра } NaNO_2) = 1 \text{ моль/л} \cdot 0.5 \text{ л} = 0.5 \text{ моль}$

Количество вещества хлорида аммония:

$n(NH_4Cl) = C(NH_4Cl) \cdot V(\text{р-ра } NH_4Cl) = 1 \text{ моль/л} \cdot 0.5 \text{ л} = 0.5 \text{ моль}$

3. Определим, какой из реагентов находится в недостатке. Согласно стехиометрическим коэффициентам в уравнении реакции, нитрит натрия и хлорид аммония реагируют в мольном соотношении 1:1.

Поскольку мы имеем $0.5 \text{ моль}$ $NaNO_2$ и $0.5 \text{ моль}$ $NH_4Cl$, реагенты находятся в эквимолярных количествах. Это означает, что оба вещества прореагируют полностью, и ни одно из них не является лимитирующим.

4. Рассчитаем количество вещества азота ($N_2$), которое образуется в результате реакции. Из уравнения реакции видно, что из 1 моль $NaNO_2$ (или 1 моль $NH_4Cl$) образуется 1 моль $N_2$. Таким образом, количество вещества азота равно количеству вещества каждого из реагентов:

$n(N_2) = n(NaNO_2) = n(NH_4Cl) = 0.5 \text{ моль}$

5. Теперь найдем объем образовавшегося азота при нормальных условиях (н. у.). При нормальных условиях (температура 0 °C и давление 1 атм) молярный объем любого газа ($V_m$) составляет 22.4 л/моль. Объем газа рассчитывается по формуле $V = n \cdot V_m$.

$V(N_2) = n(N_2) \cdot V_m = 0.5 \text{ моль} \cdot 22.4 \text{ л/моль} = 11.2 \text{ л}$

Ответ: образуется 11.2 л азота.