В закрытом сосуде смешаны оксид азота (II) массой 24г и кислород массой 16г. Вычислите массу образовавшегося в результате реакции оксида азота (IV). Какой газ останется в избытке? Какова масса этого газа?
Ответы
Ответ:
В данном случае происходит реакция между оксидом азота (II) и кислородом, которая приводит к образованию оксида азота (IV):
2NO + O2 → 2NO2
Для начала необходимо определить, какой из реагентов является ограничивающим. Для этого нужно вычислить количество вещества каждого из реагентов по формуле:
n = m/M,
где n - количество вещества (в молях), m - масса вещества (в граммах), M - молярная масса вещества (в г/моль).
Для оксида азота (II):
n(NO) = m(NO)/M(NO) = 24 г / 30 г/моль = 0,8 моль
Для кислорода:
n(O2) = m(O2)/M(O2) = 16 г / 32 г/моль = 0,5 моль
Таким образом, кислород является ограничивающим реагентом, так как его количество вещества меньше. Для расчета количества образовавшегося оксида азота (IV) можно использовать соотношение коэффициентов перед реагентами в уравнении реакции:
n(NO2) = 2n(NO) = 2 * 0,8 моль = 1,6 моль
Масса образовавшегося оксида азота (IV) может быть определена по формуле:
m(NO2) = n(NO2) * M(NO2) = 1,6 моль * 46 г/моль = 73,6 г
Теперь нужно определить, какой газ останется в избытке. Для этого можно вычислить количество вещества газа, который был неиспользован в реакции:
n(O2) (избыток) = n(O2) (начальное) - n(NO2) = 0,5 моль - 0,8 моль = -0,3 моль
Отрицательное значение говорит о том, что кислорода не хватило для полного превращения оксида азота (II), и он остался в избытке. Масса этого газа может быть вычислена по формуле:
m(O2) (избыток) = n(O2) (избыток) * M(O2) = -0,3 моль * 32 г/моль = -9,6 г
Отрицательное значение также говорит о том, что кислорода не хватило для полного превращения оксида азота (II), и его масса должна быть уменьшена на полученную величину. Таким образом, масса кислорода, оставшегося в избытке, равна:
m(O2) (избыток) = 16 г - 9,6 г = 6,4 г.