Номер 7, страница 138 - гдз по химии 9 класс учебник Шиманович, Василевская

7. В газовой и нефтехимической промышленности азот используется для создания инертной среды с целью обеспечения безопасности технологического процесса. Рассчитайте массу и химическое количество азота, который понадобится, чтобы заполнить емкость объемом $4800 \text{ м}^3$ (н. у.).

Дано:

Объем азота $V(\text{N}_2) = 4800 \text{ м³}$

Условия: нормальные (н. у.)

Молярный объем газа при н. у. $V_m = 22.4 \text{ л/моль}$

В системе СИ:

$V(\text{N}_2) = 4800 \text{ м³}$

$V_m = 22.4 \text{ л/моль} = 0.0224 \text{ м³/моль}$

Найти:

Химическое количество азота $n(\text{N}_2)$ - ?

Массу азота $m(\text{N}_2)$ - ?

Решение:

Сначала найдем химическое количество (количество вещества) азота $N_2$. По закону Авогадро, молярный объем любого газа при нормальных условиях (н. у.) составляет $V_m = 22.4$ л/моль ($0.0224$ м³/моль). Количество вещества вычисляется по формуле:

$n = \frac{V}{V_m}$

Подставим известные значения:

$n(\text{N}_2) = \frac{4800 \text{ м³}}{0.0224 \text{ м³/моль}} \approx 214286 \text{ моль}$

Это количество можно выразить в киломолях: $n(\text{N}_2) \approx 214.3 \text{ кмоль}$.

Далее найдем массу азота по формуле:

$m = n \times M$

где $\text{M}$ - молярная масса азота $N_2$. Молярная масса рассчитывается на основе относительной атомной массы элемента азота ($A_r(\text{N}) \approx 14 \text{ г/моль}$):

$M(\text{N}_2) = 2 \times 14 = 28 \text{ г/моль} = 0.028 \text{ кг/моль}$

Теперь вычислим массу:

$m(\text{N}_2) = n(\text{N}_2) \times M(\text{N}_2) = \frac{4800 \text{ м³}}{0.0224 \text{ м³/моль}} \times 0.028 \text{ кг/моль} = 6000 \text{ кг}$

Масса азота составляет $6000$ кг, что эквивалентно $\text{6}$ тоннам.

Ответ: химическое количество азота составляет приблизительно $214.3$ кмоль (или $214286$ моль), масса азота составляет $6000$ кг (или $\text{6}$ т).