schoolМатематика
verifiedРешено AI
Решение задачи по химии: Расчет выхода и объема аммиака
help_outlineУсловие задачи
1. При взаимодействии 37 г гидроксида кальция с сульфатом аммония было получено 15 г аммиака. Вычислите массовую долю выхода аммиака. 2. Вычислите объем аммиака ( н.у.), который можно получить, нагревая 20 г хлорида аммония с гидроксидом кальция, если объемная доля выхода аммиака составляет 98%. 3. При разложении хлорида аммония был получен аммиак объемом 38 л (н. у.). Вычислите массу взятого для реакции хлорида аммония, если объемная доля выхода аммиака составила 85 %.
lightbulbКраткий ответ
Решение задачи включает расчет выхода аммиака при реакции гидроксида кальция с сульфатом аммония, а также определение объема аммиака, полученного при нагревании хлорида аммония с гидроксидом кальция, учитывая выход реакции.
Подробное решение
Задача 1.
Дано:
\(m(Ca(OH)_2) = 37\) г
\(m_{практ.}(NH_3) = 15\) г
Найти:
\(\eta(NH_3) - ?\)
Решение:
1. Составим уравнение реакции:
\[Ca(OH)_2 + (NH_4)_2SO_4 \xrightarrow{t} CaSO_4 + 2NH_3 \uparrow + 2H_2O\]
2. Рассчитаем молярные массы веществ:
\(M(Ca(OH)_2) = 40 + (16 + 1) \cdot 2 = 74\) г/моль
\(M(NH_3) = 14 + 1 \cdot 3 = 17\) г/моль
3. Найдем количество вещества гидроксида кальция:
\[n(Ca(OH)_2) = \frac{m}{M} = \frac{37}{74} = 0,5 \text{ моль}\]
4. По уравнению реакции из 1 моль \(Ca(OH)_2\) получается 2 моль \(NH_3\). Значит:
\[n_{теор.}(NH_3) = 2 \cdot n(Ca(OH)_2) = 2 \cdot 0,5 = 1 \text{ моль}\]
5. Вычислим теоретическую массу аммиака:
\[m_{теор.}(NH_3) = n \cdot M = 1 \cdot 17 = 17 \text{ г}\]
6. Рассчитаем массовую долю выхода:
\[\eta = \frac{m_{практ.}}{m_{теор.}} \cdot 100\% = \frac{15}{17} \cdot 100\% \approx 88,2\%\]
Ответ: \(\eta(NH_3) = 88,2\%\).
Задача 2.
Дано:
\(m(NH_4Cl) = 20\) г
\(\eta(NH_3) = 98\% = 0,98\)
Найти:
\(V_{практ.}(NH_3) - ?\)
Решение:
1. Составим уравнение реакции:
\[2NH_4Cl + Ca(OH)_2 \xrightarrow{t} CaCl_2 + 2NH_3 \uparrow + 2H_2O\]
2. Рассчитаем молярную массу хлорида аммония:
\(M(NH_4Cl) = 14 + 4 \cdot 1 + 35,5 = 53,5\) г/моль
3. Найдем количество вещества хлорида аммония:
\[n(NH_4Cl) = \frac{20}{53,5} \approx 0,374 \text{ моль}\]
4. По уравнению реакции \(n_{теор.}(NH_3) = n(NH_4Cl) = 0,374 \text{ моль}\).
5. Вычислим теоретический объем аммиака (н.у.):
\[V_{теор.}(NH_3) = n \cdot V_m = 0,374 \cdot 22,4 \approx 8,38 \text{ л}\]
6. Рассчитаем практический объем с учетом выхода:
\[V_{практ.}(NH_3) = V_{теор.} \cdot \eta = 8,38 \cdot 0,98 \approx 8,21 \text{ л}\]
Ответ: \(V(NH_3) = 8,21\) л.
Задача 3.
Дано:
\(V_{практ.}(NH_3) = 38\) л
\(\eta(NH_3) = 85\% = 0,85\)
Найти:
\(m(NH_4Cl) - ?\)
Решение:
1. Составим уравнение реакции разложения:
\[NH_4Cl \xrightarrow{t} NH_3 \uparrow + HCl \uparrow\]
2. Рассчитаем теоретически возможный объем аммиака:
\[V_{теор.}(NH_3) = \frac{V_{практ.}}{\eta} = \frac{38}{0,85} \approx 44,71 \text{ л}\]
3. Найдем количество вещества аммиака:
\[n(NH_3) = \frac{V_{теор.}}{V_m} = \frac{44,71}{22,4} \approx 1,996 \text{ моль}\]
4. По уравнению реакции \(n(NH_4Cl) = n(NH_3) = 1,996 \text{ моль}\).
5. Рассчитаем массу хлорида аммония:
\(M(NH_4Cl) = 53,5\) г/моль
\[m(NH_4Cl) = n \cdot M = 1,996 \cdot 53,5 \approx 106,8 \text{ г}\]
Ответ: \(m(NH_4Cl) = 106,8\) г.