Номер 5, страница 195 - гдз по химии 9 класс учебник Габриелян

5. В лаборатории азот получают разложением нитрита аммония: $NH_4NO_2 \stackrel{t}{=} N_2 + 2H_2O$.

Придумайте и решите задачу, в условии которой была бы указана масса исходного вещества и массовая доля в нём примесей, а требовалось бы найти объём одного продукта и число молекул другого получаемого вещества.

Условие придуманной задачи:

При термическом разложении 160 г технического нитрита аммония, содержащего 20% инертных примесей, был получен азот и вода. Определите объем (н.у.) выделившегося азота и число молекул образовавшейся воды.

Дано:

Найти:

Решение:

1. Определим массу чистого нитрита аммония $NH_4NO_2$ в образце. Сначала найдем его массовую долю:

$ω(NH_4NO_2) = 100\% - ω(примесей) = 100\% - 20\% = 80\% = 0.8$

Теперь рассчитаем массу чистого вещества:

$m(NH_4NO_2) = m(образца) \cdot ω(NH_4NO_2) = 160~г \cdot 0.8 = 128~г$

2. Рассчитаем молярную массу нитрита аммония:

$M(NH_4NO_2) = 2 \cdot Ar(N) + 4 \cdot Ar(H) + 2 \cdot Ar(O) = 2 \cdot 14 + 4 \cdot 1 + 2 \cdot 16 = 28 + 4 + 32 = 64~г/моль$

3. Найдем количество вещества (моль) нитрита аммония, вступившего в реакцию:

$n(NH_4NO_2) = \frac{m(NH_4NO_2)}{M(NH_4NO_2)} = \frac{128~г}{64~г/моль} = 2~моль$

4. Составим уравнение реакции и по нему найдем количество вещества продуктов:

$NH_4NO_2 \xrightarrow{t} N_2 + 2H_2O$

Из уравнения видно, что из 1 моль $NH_4NO_2$ образуется 1 моль $N_2$ и 2 моль $H_2O$. Следовательно, соотношение количеств веществ:

$n(NH_4NO_2) : n(N_2) : n(H_2O) = 1 : 1 : 2$

Тогда:

$n(N_2) = n(NH_4NO_2) = 2~моль$

$n(H_2O) = 2 \cdot n(NH_4NO_2) = 2 \cdot 2~моль = 4~моль$

5. Найдем объем выделившегося азота. При нормальных условиях (н.у.) молярный объем газа $V_m$ равен 22.4 л/моль:

$V(N_2) = n(N_2) \cdot V_m = 2~моль \cdot 22.4~л/моль = 44.8~л$

6. Найдем число молекул образовавшейся воды, используя постоянную Авогадро $N_A = 6.02 \cdot 10^{23}~моль^{-1}$:

$N(H_2O) = n(H_2O) \cdot N_A = 4~моль \cdot 6.02 \cdot 10^{23}~моль^{-1} = 24.08 \cdot 10^{23} = 2.408 \cdot 10^{24}~молекул$

Ответ: объем выделившегося азота составляет 44.8 л, число молекул образовавшейся воды равно $2.408 \cdot 10^{24}$.