Каков объем аммиака, образующегося при реакции избытка гидроксида натрия с 48 г карбоната аммония, если выход реакции

Evgenyevna

20

Чтобы решить эту задачу, нам необходимо учесть стехиометрию реакции и применить принцип сохранения массы. Давайте рассмотрим подробный шаг за шагом процесс решения.

Шаг 1: Запишем уравнение реакции
Сначала, давайте запишем уравнение реакции между гидроксидом натрия (NaOH) и карбонатом аммония (NH4)2CO3:

\[2NaOH + (NH4)2CO3 \rightarrow 2NH3 + 2H2O + Na2CO3\]

На основе этого уравнения мы видим, что в реакции образуется 2 моль аммиака (NH3) из 1 моля карбоната аммония.

Шаг 2: Рассчитаем количество молей карбоната аммония (NH4)2CO3
У нас есть 48 г карбоната аммония. Чтобы рассчитать количество молей, мы можем использовать молярную массу карбоната аммония, которая равна 96 г/моль (основываясь на атомных массах каждого элемента):

\[\text{Количество молей} = \frac{\text{масса вещества}}{\text{молярная масса}} = \frac{48}{96} = 0.5\]

Таким образом, у нас есть 0.5 моль карбоната аммония.

Шаг 3: Расчет молей аммиака
Поскольку стехиометрический коэффициент для аммиака равен 2, мы можем увеличить количество молей карбоната аммония в 2 раза, чтобы рассчитать количество молей аммиака, образующегося в реакции:

\[\text{Количество молей аммиака} = 2 \times 0.5 = 1\]

То есть, образуется 1 моль аммиака.

Шаг 4: Расчет объема аммиака
Теперь, когда у нас есть количество молей аммиака, мы можем рассчитать его объем. Для этого нам понадобится знать условия (температуру и давление) реакции для использования уравнения состояния газа, PV = nRT.

Предположим, что реакция происходит при комнатной температуре и давлении, которые обычно принимаются равными 25 градусам Цельсия (298 K) и 1 атмосфере, соответственно.

Уравнение состояния газа PV = nRT можно переформулировать для выражения объема в следующем виде:

\[V = \frac{{nRT}}{P}\]

где:
V - объем газа
n - количество молей газа
R - универсальная газовая постоянная (0.0821 л * атм / моль * К)
T - температура в Кельвинах
P - давление в атмосферах

Подставим известные величины в это уравнение:

\[V = \frac{{1 \cdot 0.0821 \cdot 298}}{1} \approx 24.46 \text{ литра}\]

Таким образом, объем аммиака, образующегося в результате реакции составляет около 24.46 литра.

Это ответ будет понятен школьнику, потому что мы пошагово объяснили все действия и дали математические выкладки.