Номер 4, страница 6 - гдз по химии 9 класс сборник задач и упражнений Габриелян, Тригубчак

Упражнения и задачи для самостоятельного решения. 1. Задачи на вычисление количества, массы или объёма продукта реакции, если одно из исходных веществ взято в избытке - номер 4, страница 6.

Условие.

4. Рассчитайте массу продукта реакции, в которую вступили 7,3 г хлороводорода и 4 г аммиака.

Решение.

Решение 2.

Дано:

$m(HCl) = 7,3$ г

$m(NH_3) = 4$ г

Найти:

$m(продукта)$ — ?

Решение:

1. Сначала запишем уравнение химической реакции между хлороводородом и аммиаком. Это реакция соединения, в результате которой образуется соль — хлорид аммония ($NH_4Cl$):

$HCl + NH_3 \rightarrow NH_4Cl$

Уравнение сбалансировано, стехиометрические коэффициенты всех веществ равны 1. Это означает, что реагенты вступают в реакцию в мольном соотношении 1:1.

2. Чтобы определить, какой из реагентов прореагирует полностью (является лимитирующим), а какой останется в избытке, необходимо рассчитать количество вещества (в молях) для каждого из них. Для этого сначала найдем их молярные массы ($M$).

Молярная масса хлороводорода ($HCl$):

$M(HCl) = Ar(H) + Ar(Cl) = 1 + 35,5 = 36,5$ г/моль

Молярная масса аммиака ($NH_3$):

$M(NH_3) = Ar(N) + 3 \cdot Ar(H) = 14 + 3 \cdot 1 = 17$ г/моль

3. Теперь рассчитаем количество вещества ($n$) каждого реагента по формуле $n = m/M$:

Количество вещества хлороводорода:

$n(HCl) = \frac{m(HCl)}{M(HCl)} = \frac{7,3 \text{ г}}{36,5 \text{ г/моль}} = 0,2$ моль

Количество вещества аммиака:

$n(NH_3) = \frac{m(NH_3)}{M(NH_3)} = \frac{4 \text{ г}}{17 \text{ г/моль}} \approx 0,235$ моль

4. Сравним полученные количества веществ. Так как по уравнению реакции $n(HCl) : n(NH_3) = 1:1$, для полной реакции 0,2 моль $HCl$ потребуется 0,2 моль $NH_3$. В наличии имеется 0,235 моль $NH_3$, что больше необходимого количества ($0,235 > 0,2$). Следовательно, аммиак находится в избытке, а хлороводород — в недостатке. Хлороводород является лимитирующим реагентом, и расчет массы продукта следует вести по нему.

5. Согласно уравнению реакции, из 1 моль $HCl$ образуется 1 моль $NH_4Cl$. Значит, из 0,2 моль $HCl$ образуется 0,2 моль $NH_4Cl$.

$n(NH_4Cl) = n(HCl) = 0,2$ моль

6. Рассчитаем массу продукта реакции — хлорида аммония. Для этого найдем его молярную массу:

$M(NH_4Cl) = Ar(N) + 4 \cdot Ar(H) + Ar(Cl) = 14 + 4 \cdot 1 + 35,5 = 53,5$ г/моль

Теперь вычислим массу продукта по формуле $m = n \cdot M$:

$m(NH_4Cl) = n(NH_4Cl) \cdot M(NH_4Cl) = 0,2 \text{ моль} \cdot 53,5 \text{ г/моль} = 10,7$ г

Ответ: масса продукта реакции составляет 10,7 г.