Номер 5, страница 86 - гдз по химии 9 класс учебник Шиманович, Василевская

5. Рассчитайте химическое количество и объем (н. у.) водорода, который вступит в реакцию с азотом массой 3,4 г.

Дано:

$m(N_2) = 3,4 \text{ г}$

Условия: нормальные (н. у.)

Найти:

$n(H_2) - ?$

$V(H_2) - ?$

Решение:

1. Запишем уравнение реакции взаимодействия азота ($N_2$) и водорода ($H_2$) с образованием аммиака ($NH_3$):

$N_2 + 3H_2 \rightarrow 2NH_3$

2. Рассчитаем молярную массу молекулярного азота ($N_2$). Атомная масса азота $Ar(N)$ составляет 14 г/моль.

$M(N_2) = 2 \times Ar(N) = 2 \times 14 = 28 \text{ г/моль}$

3. Найдем химическое количество (количество вещества) азота, вступившего в реакцию, по формуле $n = m/M$:

$n(N_2) = \frac{m(N_2)}{M(N_2)} = \frac{3,4 \text{ г}}{28 \text{ г/моль}} \approx 0,1214 \text{ моль}$

4. По уравнению реакции определим химическое количество водорода. Из уравнения видно, что на 1 моль азота реагирует 3 моль водорода. Следовательно, их количества соотносятся как 1:3.

$\frac{n(N_2)}{1} = \frac{n(H_2)}{3}$

Отсюда, химическое количество водорода:

$n(H_2) = 3 \times n(N_2) = 3 \times 0,1214 \text{ моль} \approx 0,3642 \text{ моль}$

5. Теперь рассчитаем объем водорода при нормальных условиях (н. у.). Молярный объем любого газа при н. у. ($V_m$) равен 22,4 л/моль. Объем газа находим по формуле $V = n \times V_m$:

$V(H_2) = n(H_2) \times V_m = 0,3642 \text{ моль} \times 22,4 \text{ л/моль} \approx 8,158 \text{ л}$

Округлим полученные значения с учетом того, что исходная масса дана с двумя значащими цифрами (3,4 г).

$n(H_2) \approx 0,36 \text{ моль}$

$V(H_2) \approx 8,2 \text{ л}$

Ответ: $n(H_2) \approx 0,36 \text{ моль}$; $V(H_2) \approx 8,2 \text{ л}$.