Номер 4.41, страница 65, часть II - гдз по химии 8-9 класс задачник с помощником Гара, Габрусева

4.41. Аммиак горит в хлоре. Продукты горения — азот и хлороводород. Вычислите объем и количество вещества азота, если в реакцию вступило 5,6 л аммиака (объемы газов измерены при нормальных условиях).

Дано:

$V(NH_3) = 5.6 \text{ л}$
Условия: н.у. (нормальные условия)

$V(NH_3) = 5.6 \text{ л} = 5.6 \times 10^{-3} \text{ м}^3$

Найти:

$V(N_2)$ - ?
$n(N_2)$ - ?

Решение:

1. Запишем и уравняем уравнение реакции горения аммиака ($NH_3$) в хлоре ($Cl_2$). Согласно условию, продуктами реакции являются азот ($N_2$) и хлороводород ($HCl$):

$2NH_3 + 3Cl_2 \rightarrow N_2 + 6HCl$

2. Поскольку реакция протекает при нормальных условиях (н.у.), молярный объем любого газа ($V_m$) равен 22,4 л/моль. Вычислим количество вещества аммиака, вступившего в реакцию, по формуле $n = V / V_m$:

$n(NH_3) = \frac{V(NH_3)}{V_m} = \frac{5.6 \text{ л}}{22.4 \text{ л/моль}} = 0.25 \text{ моль}$

3. Используя уравнение реакции, найдем количество вещества образовавшегося азота. По стехиометрическим коэффициентам видно, что из 2 моль аммиака образуется 1 моль азота. Составим пропорцию:

$\frac{n(NH_3)}{2} = \frac{n(N_2)}{1}$

Отсюда находим количество вещества азота:

$n(N_2) = \frac{1}{2} n(NH_3) = \frac{1}{2} \times 0.25 \text{ моль} = 0.125 \text{ моль}$

4. Теперь, зная количество вещества азота, можем вычислить его объем при нормальных условиях по формуле $V = n \times V_m$:

$V(N_2) = n(N_2) \times V_m = 0.125 \text{ моль} \times 22.4 \text{ л/моль} = 2.8 \text{ л}$

Этот же результат можно получить, используя закон объемных отношений для газов, согласно которому объемы газов в реакции соотносятся как их коэффициенты в уравнении. Так как из 2 объемов $NH_3$ образуется 1 объем $N_2$, то $V(N_2) = V(NH_3) / 2 = 5.6 \text{ л} / 2 = 2.8 \text{ л}$.

Ответ: объем азота 2,8 л; количество вещества азота 0,125 моль.