Какова масса воды, образовавшейся при сгорании аммиака объемом 40 л в кислороде объемом

Raduzhnyy_List

17

Для решения данной задачи, нам необходимо использовать химическую реакцию, происходящую между аммиаком (NH3) и кислородом (O2). Зная объем аммиака и объем кислорода, мы можем рассчитать количество вещества аммиака и кислорода, используя пропорциональные соотношения идеального газа, а затем сравнить их, чтобы определить, какой из них ограничивает реакцию. После этого мы сможем рассчитать количество воды, образующейся при полном сгорании аммиака.

Дано:
Объем аммиака (V(NH3)) = 40 л
Объем кислорода (V(O2)) = не указано

Шаг 1: Определение количества вещества аммиака и кислорода
Используем пропорцию идеального газа, чтобы рассчитать количество вещества аммиака и кислорода:

\[n(NH3) = \frac{V(NH3)}{V_{молярный}(NH3)}\]
\[n(O2) = \frac{V(O2)}{V_{молярный}(O2)}\]

Где:
\(V_{молярный}(NH3)\) - молярный объем аммиака (из таблицы химических данных) - равен 22,4 л/моль
\(V_{молярный}(O2)\) - молярный объем кислорода (из таблицы химических данных) - также равен 22,4 л/моль

Шаг 2: Определение ограничивающего реагента
Чтобы определить, какой из реагентов является ограничивающим (т.е. расходуется полностью), мы сравниваем их количество вещества, рассчитанное на шаге 1:

\[n_{огранич}(NH3) = \min (n(NH3), n(O2))\]

Шаг 3: Расчет количества воды, образованной при сгорании аммиака
Полное сгорание аммиака приводит к образованию одной молекулы воды (H2O) из одной молекулы аммиака. Таким образом, количество воды (n(H2O)), образованной при полном сгорании аммиака, будет равно количеству вещества аммиака, выбранному как ограничивающий реагент:

\[n(H2O) = n_{огранич}(NH3)\]

Шаг 4: Расчет массы воды
Наконец, используя молярную массу воды (18 г/моль), мы можем рассчитать массу воды, образовавшейся при сгорании аммиака:

\[m(H2O) = n(H2O) \cdot M(H2O)\]

Где:
\(M(H2O)\) - молярная масса воды - равна 18 г/моль

Таким образом, весь пошаговый расчет можно провести следующим образом:

1. Рассчитываем количество вещества аммиака и кислорода:
\[n(NH3) = \frac{40}{22.4}\]
\[n(O2) = \frac{V(O2)}{22.4}\]
2. Определяем ограничивающий реагент:
\[n_{огранич}(NH3) = \min (n(NH3), n(O2))\]
3. Рассчитываем количество воды, образованной при сгорании аммиака:
\[n(H2O) = n_{огранич}(NH3)\]
4. Расчитываем массу воды:
\[m(H2O) = n(H2O) \cdot 18\]

Применяя эти формулы, вы сможете рассчитать массу воды, образовавшейся при сгорании аммиака.