Номер 7, страница 114 - гдз по химии 9 класс сборник задач и упражнений Габриелян, Тригубчак

Упражнения и задачи для самостоятельного решения. 11. Первоначальные представления об органических веществах - номер 7, страница 114.

Условие.

7. До начала XIX в. в мире господствовала виталистическая теория, согласно которой для образования органических веществ необходимо наличие особой «жизненной силы». Но в 1828 г. немецкий химик Ф. Вёлер синтезировал органическое вещество мочевину $(CO(NH_2)_2)$, что и стало началом конца виталистической теории. Сейчас мочевину успешно применяют в качестве удобрения. Рассчитайте, какая масса мочевины потребуется для внесения в почву 1,4 кг атомарного азота.

Решение.

Решение 2.

Дано:

Масса атомарного азота, $m(N) = 1,4$ кг

Формула мочевины: $CO(NH_2)_2$

Перевод в систему СИ:

$m(N) = 1,4 \text{ кг} = 1400 \text{ г}$

Найти:

Массу мочевины, $m(CO(NH_2)_2)$

Решение:

Для решения задачи сначала определим, какую долю от общей массы мочевины составляет азот. Для этого нам понадобится молярная масса мочевины и атомарная масса азота.

1. Вычислим молярную массу мочевины $CO(NH_2)_2$, используя относительные атомные массы элементов из периодической таблицы Д.И. Менделеева (округляя до целых):
Атомная масса углерода $Ar(C) = 12$ а.е.м.
Атомная масса кислорода $Ar(O) = 16$ а.е.м.
Атомная масса азота $Ar(N) = 14$ а.е.м.
Атомная масса водорода $Ar(H) = 1$ а.е.м.
Молярная масса мочевины ($M$) будет равна:
$M(CO(NH_2)_2) = Ar(C) + Ar(O) + 2 \cdot (Ar(N) + 2 \cdot Ar(H)) = 12 + 16 + 2 \cdot (14 + 2 \cdot 1) = 28 + 2 \cdot 16 = 28 + 32 = 60 \text{ г/моль}$.

2. Теперь найдем массовую долю ($\omega$) азота в молекуле мочевины. В одной молекуле мочевины $CO(NH_2)_2$ содержатся два атома азота (N).
Масса азота в одном моле мочевины составляет $2 \cdot Ar(N) = 2 \cdot 14 = 28 \text{ г}$.
Массовая доля азота вычисляется по формуле:
$\omega(N) = \frac{2 \cdot Ar(N)}{M(CO(NH_2)_2)} = \frac{28}{60} = \frac{7}{15}$

3. Зная массовую долю азота, мы можем рассчитать, какая масса мочевины потребуется для внесения в почву 1,4 кг азота.
Масса мочевины связана с массой азота в ней через массовую долю:
$m(CO(NH_2)_2) = \frac{m(N)}{\omega(N)}$
Подставим известные значения:
$m(CO(NH_2)_2) = \frac{1,4 \text{ кг}}{28/60} = 1,4 \cdot \frac{60}{28} = \frac{1,4 \cdot 15}{7} = 0,2 \cdot 15 = 3,0 \text{ кг}$.

Таким образом, для внесения в почву 1,4 кг атомарного азота потребуется 3,0 кг мочевины.

Ответ: 3,0 кг.