1.
Визначити обʼєм водню, що витрачається на одержання 500 м^ аміаку підчас синтезу його з водню та азоту.
2.
На спалювання 20 мл горючого газу було витрачено 130 мл кисню, а
одержано 80 мл карбон (ІУ) оксиду та 100 мл водяної пари. Яка формула
сполуки.
Ответы
Відповідь:
1. Для визначення об'єму водню, який витрачається на одержання 500 м³ аміаку підчас синтезу з водню та азоту, спочатку слід з'ясувати реакційний рівняння синтезу аміаку (NH3):
N2 + 3H2 -> 2NH3
Це рівняння показує, що для кожних 1 молекули азоту (N2) потрібно 3 молекули водню (H2) для утворення 2 молекул аміаку (NH3). Тобто в реакції співвідношення між азотом і воднем становить 1:3.
Тепер давайте розглянемо, скільки молекул аміаку утворюється від 500 м³ аміаку. Мольний об'єм буде однаковим для всіх газів при стандартних умовах (0°C і 1 атмосферний тиск), і він приблизно дорівнює 22.4 літрам на моль газу. Отже, ми можемо обчислити кількість молей аміаку у 500 м³:
Кількість молей NH3 = (500 м³) / (22.4 л/моль) ≈ 22.32 моль NH3
Знаючи це, ми можемо визначити кількість молей азоту (N2), необхідну для синтезу цієї кількості аміаку. За рівнянням реакції ми знаємо, що для кожних 2 молекул аміаку потрібно 1 молекула азоту (N2). Таким чином:
Кількість молей N2 = (22.32 моль NH3) / 2 = 11.16 моль N2
Нарешті, ми можемо визначити об'єм водню (H2), необхідний для синтезу 11.16 моль азоту, враховуючи реакційний об'ємний коефіцієнт:
Кількість молей H2 = 3 * Кількість молей N2 = 3 * 11.16 моль = 33.48 моль H2
Тепер давайте переведемо кількість молей водню у об'єм, використовуючи мольний об'єм для водню (22.4 л/моль):
Об'єм H2 = (33.48 моль) * (22.4 л/моль) ≈ 750.05 л
Отже, для синтезу 500 м³ аміаку необхідно близько 750.05 л водню.
2.
Для визначення формули сполуки, спочатку давайте визначимо молекулярну кількість кожного елементу у реакції згідно з витратою газів:
Горючий газ (позначимо його як "CнHм"):
Витрачений об'єм = 20 мл
Кількість молей CнHм: Інших даних для розрахунку молекулярної маси немає, тому не можемо точно визначити кількість молей. Ми позначимо цю кількість як "х".
Кисень (O2):
Витрачений об'єм = 130 мл
Кількість молей O2: Витрачений об'єм поділений на мольний об'єм при стандартних умовах (22.4 л/моль).
Кількість молей O2 = 130 мл / 22.4 л/моль = 5.803 моль O2
Карбон (C):
Отриманий об'єм = 80 мл
Кількість молей C: Отриманий об'єм поділений на мольний об'єм при стандартних умовах (22.4 л/моль).
Кількість молей C = 80 мл / 22.4 л/моль = 3.571 моль C
Водяна пара (H2O):
Отриманий об'єм = 100 мл
Кількість молей H2O: Отриманий об'єм поділений на мольний об'єм при стандартних умовах (22.4 л/моль).
Кількість молей H2O = 100 мл / 22.4 л/моль = 4.464 моль H2O
З реакції спалювання газу визначаємо, що водяна пара (H2O) утворюється з водню (H) і кисню (O2):
CнHм + O2 -> H2O
Звідси ми бачимо, що кількість молей води (H2O) рівна кількості молей кисню (O2), оскільки кожна молекула води містить один атом водню (H) і два атоми кисню (O). Тобто:
Кількість молей H2O = Кількість молей O2 = 5.803 моль
З цього можна визначити кількість молей водню (H) в реакції:
Кількість молей H = Кількість молей H2O = 5.803 моль
Отже, молекулярна формула горючого газу (CнHм) буде CxHx, де "x" позначає кількість атомів водню.
Тепер ми можемо визначити кількість молей водню в газі:
Кількість молей H = 5.803 моль
Так як кожна молекула водню (H2) містить два атоми водню, кількість молей атомів водню в CxHx дорівнює 2x. Тому:
2x = 5.803
x = 5.803 / 2
x ≈ 2.9015
Отже, кількість атомів водню в молекулі CxHx близька до 2.9015.
Молекулярна формула горючого газу CxHx близька до C3H3. Давайте округлимо це до найближчого цілого числа. Таким чином, молекулярна формула горючого газу це C3H3.
Пояснення: