Какова масса нитрида, полученного из 8,1 г алюминия и 8,6 л аммиака при температуре 1000 градусов Цельсия?

Паук_2818

61

Для решения этой задачи мы должны использовать закон сохранения массы, который гласит, что масса реагентов, участвующих в реакции, равна массе образовавшегося продукта. Давайте разделим эту задачу на несколько шагов:

Шаг 1: Найдем количество вещества алюминия (Al), используя его молярную массу и массу:

M(Al) = 26.98 г/моль

Молярная масса - это масса одного моля вещества. Она измеряется в г/моль.

Чтобы найти количество вещества, мы можем использовать следующую формулу:

n(Al) = m(Al) / M(Al)

где n(Al) - количество вещества алюминия, m(Al) - масса алюминия.

Подставляя значения из задачи, получаем:

n(Al) = 8.1 г / 26.98 г/моль

n(Al) ≈ 0.300 моль

Шаг 2: Найдем количество вещества аммиака (NH₃), используя его объем и соответствующую стандартную температуру и давление (обычно 0 °C и 1 атм):

Объем аммиака, который нам предоставлен, равен 8,6 л.

Для этого нам понадобится уравнение состояния идеального газа:

V = n(RT)/P,

где V - объем газа, P - давление, R - универсальная газовая постоянная, T - температура в Кельвинах.

Переведем заданную температуру из градусов Цельсия в Кельвины:

T(K) = T(°C) + 273.15

T(K) = 1000 + 273.15

T(K) = 1273.15 K

Универсальная газовая постоянная:
R = 0.0821 л*атм/моль*К

Теперь подставим значения в формулу:

n(NH₃) = (P * V) / (R * T)

n(NH₃) = (1 атм * 8,6 л) / (0.0821 л*атм/моль*К * 1273.15 K)

n(NH₃) ≈ 0.092 моль

Шаг 3: Найдем реакцию между алюминием и аммиаком и выясним, какой продукт образуется. Уравнение реакции имеет вид:

2 Al + 6 NH₃ → 2 AlN + 6 H₂

Это уравнение показывает, что 2 моля алюминия реагируют с 6 молями аммиака, образуя 2 моля нитрида алюминия (AlN) и 6 молей водорода (H₂).

Шаг 4: Найдем количество вещества нитрида алюминия, которое будет образовано при данной реакции.

Исходя из уравнения реакции, видно, что для образования 2 моль нитрида алюминия (AlN) требуется 2 моля алюминия (Al). Мы знаем из шага 1, что количество моля алюминия равно 0.300 моль, поэтому количество моля формируемого нитрида алюминия также будет равно 0.300 моль.

Шаг 5: Найдем массу нитрида алюминия, используя его молярную массу:

M(AlN) = 40.99 г/моль

m(AlN) = n(AlN) * M(AlN)

m(AlN) = 0.300 моль * 40.99 г/моль

m(AlN) ≈ 12.30 г

Итак, масса нитрида алюминия, полученного из 8,1 г алюминия и 8,6 л аммиака при температуре 1000 градусов Цельсия, будет примерно равна 12,30 г.