Номер 5, страница 22 - гдз по химии 9 класс учебник Еремин, Кузьменко

5. Составьте уравнение реакции сгорания аммиака $NH_3$ в кислороде с образованием азота и воды. Сколько молей кислорода необходимо для сжигания 24 моль аммиака? Сколько молей каждого из продуктов реакции при этом образуется?

Составьте уравнение реакции сгорания аммиака NH₃ в кислороде с образованием азота и воды.

Исходные вещества (реагенты) — это аммиак ($NH_3$) и кислород ($O_2$). Продукты реакции — азот ($N_2$) и вода ($H_2O$). Сначала запишем схему реакции:

$NH_3 + O_2 \rightarrow N_2 + H_2O$

Далее необходимо сбалансировать (уравнять) количество атомов каждого химического элемента в левой и правой частях уравнения, подбирая стехиометрические коэффициенты.

Сначала уравняем атомы азота (N). Слева 1 атом, справа 2. Ставим коэффициент 2 перед $NH_3$:

$2NH_3 + O_2 \rightarrow N_2 + H_2O$

Затем уравняем атомы водорода (H). Слева стало $2 \times 3 = 6$ атомов, справа 2. Ставим коэффициент 3 перед $H_2O$:

$2NH_3 + O_2 \rightarrow N_2 + 3H_2O$

Теперь уравняем атомы кислорода (O). Слева 2 атома, а справа 3. Для баланса нужен дробный коэффициент $\frac{3}{2}$ перед $O_2$:

$2NH_3 + \frac{3}{2}O_2 \rightarrow N_2 + 3H_2O$

В химических уравнениях принято использовать целые коэффициенты, поэтому умножим все коэффициенты на 2, чтобы избавиться от дроби:

$4NH_3 + 3O_2 \rightarrow 2N_2 + 6H_2O$

Проведем проверку баланса атомов:

Азот (N): слева 4, справа $2 \times 2 = 4$.

Водород (H): слева $4 \times 3 = 12$, справа $6 \times 2 = 12$.

Кислород (O): слева $3 \times 2 = 6$, справа $6 \times 1 = 6$.

Уравнение составлено верно.

Ответ: $4NH_3 + 3O_2 \rightarrow 2N_2 + 6H_2O$.

Дано:

$v(NH_3) = 24 \text{ моль}$

Найти:

$v(O_2) - ?$

$v(N_2) - ?$

$v(H_2O) - ?$

Решение:

Сколько молей кислорода необходимо для сжигания 24 моль аммиака?

Из уравнения реакции $4NH_3 + 3O_2 \rightarrow 2N_2 + 6H_2O$ видно, что на 4 моль аммиака расходуется 3 моль кислорода. Составим пропорцию, используя мольные соотношения:

$\frac{v(O_2)}{v(NH_3)} = \frac{3}{4}$

Выразим и рассчитаем количество вещества кислорода $v(O_2)$:

$v(O_2) = \frac{3}{4} \times v(NH_3) = \frac{3}{4} \times 24 \text{ моль} = 18 \text{ моль}$

Ответ: для сжигания 24 моль аммиака необходимо 18 моль кислорода.

Сколько молей каждого из продуктов реакции при этом образуется?

1. Расчет количества вещества азота ($N_2$):

Согласно уравнению, из 4 моль аммиака образуется 2 моль азота. Соотношение $v(NH_3) : v(N_2) = 4:2$ или $2:1$. Составим пропорцию:

$\frac{v(N_2)}{v(NH_3)} = \frac{2}{4} = \frac{1}{2}$

Выразим и рассчитаем количество вещества азота $v(N_2)$:

$v(N_2) = \frac{1}{2} \times v(NH_3) = \frac{1}{2} \times 24 \text{ моль} = 12 \text{ моль}$

2. Расчет количества вещества воды ($H_2O$):

Согласно уравнению, из 4 моль аммиака образуется 6 моль воды. Соотношение $v(NH_3) : v(H_2O) = 4:6$ или $2:3$. Составим пропорцию:

$\frac{v(H_2O)}{v(NH_3)} = \frac{6}{4} = \frac{3}{2}$

Выразим и рассчитаем количество вещества воды $v(H_2O)$:

$v(H_2O) = \frac{3}{2} \times v(NH_3) = \frac{3}{2} \times 24 \text{ моль} = 36 \text{ моль}$

Ответ: при сжигании 24 моль аммиака образуется 12 моль азота и 36 моль воды.