Номер 4, страница 37, часть 2 - гдз по химии 9 класс учебник Оспанова, Аухадиева

4. Определите объем аммиака (н. у.), полученного из 400 л (н.у.) воздуха (содержащего 78% азота). При этом его практический выход составляет 25%.

Ответ: 156 л.

Дано:

$V_{\text{воздуха}} = 400$ л (н. у.)

$\omega(N_2) = 78\%$

$\eta = 25\%$

Найти:

$V_{\text{практ}}(NH_3) - ?$

Решение:

1. Составим уравнение реакции синтеза аммиака из азота и водорода. Водород, по условию, находится в избытке.

$N_2 + 3H_2 \rightarrow 2NH_3$

2. Найдем объем азота, который содержится в 400 л воздуха. Поскольку объемы газов указаны при нормальных условиях (н. у.), объемная доля равна мольной доле. Объемная доля азота в воздухе составляет 78%.

$V(N_2) = V_{\text{воздуха}} \times \omega(N_2)$

$V(N_2) = 400 \, \text{л} \times \frac{78}{100} = 400 \, \text{л} \times 0.78 = 312 \, \text{л}$

3. Рассчитаем теоретический объем аммиака ($V_{\text{теор}}(NH_3)$), который можно получить из 312 л азота. Согласно закону объемных отношений Гей-Люссака, для газов, участвующих в реакции, их объемы соотносятся как их стехиометрические коэффициенты.

Из уравнения реакции следует, что из 1 объема $N_2$ образуется 2 объема $NH_3$.

$\frac{V(N_2)}{1} = \frac{V_{\text{теор}}(NH_3)}{2}$

Следовательно, теоретический объем аммиака:

$V_{\text{теор}}(NH_3) = 2 \times V(N_2) = 2 \times 312 \, \text{л} = 624 \, \text{л}$

4. Найдем практический объем полученного аммиака, зная, что практический выход ($\eta$) составляет 25% от теоретически возможного.

$V_{\text{практ}}(NH_3) = V_{\text{теор}}(NH_3) \times \eta$

$V_{\text{практ}}(NH_3) = 624 \, \text{л} \times \frac{25}{100} = 624 \, \text{л} \times 0.25 = 156 \, \text{л}$

Ответ: объем полученного аммиака составляет 156 л.