Найдите массу образующегося соединения при нагревании кальция массой 20 г в азоте объемом (н.у.) 8 л. Округлите

Zolotoy_Gorizont

25

Дано:

Масса кальция (Ca) = 20 г
Объем азота (N₂) = 8 л (н.у.)

Решение:

1. Найдем количество вещества кальция (n₁) по формуле:

\[ n₁ = \frac{{\text{{масса}}}}{{\text{{молярная масса}}}} \]

Молярная масса кальция (Ca) равна 40.08 г/моль. Подставим значения:

\[ n₁ = \frac{{20}}{{40.08}} \approx 0.499 \text{{ моль}} \]

2. Найдем количество вещества азота (n₂) по формуле:

\[ n₂ = \frac{{\text{{объем}}}}{{\text{{молярный объем идеального газа (н.у.)}}}} \]

Молярный объем идеального газа в условиях нормальных условий (н.у.) равен 22.4 л/моль. Подставим значения:

\[ n₂ = \frac{{8}}{{22.4}} \approx 0.357 \text{{ моль}} \]

3. Применим уравнение реакции:

\[ Ca + N₂ \to Ca₃N₂ \]

Из уравнения следует, что 1 моль кальция реагирует с 1 молью азота, образуя 1 моль соединения Ca₃N₂.

4. Найдем количество вещества соединения (n₃), которое образуется при реакции, используя соотношение между n₁ и n₂:

\[ n₃ = \min{(n₁, n₂)} \]

Подставим значения:

\[ n₃ = \min{(0.499, 0.357)} \approx 0.357 \text{{ моль}} \]

5. Округлим количество вещества соединения (n₃) до третьего знака после запятой:

\[ n₃ \approx 0.357 \text{{ моль}} \]

6. Найдем массу образующегося соединения (m₃) по формуле:

\[ m₃ = n₃ \times \text{{молярная масса соединения}} \]

Молярная масса соединения Ca₃N₂ равна 148.26 г/моль. Подставим значения:

\[ m₃ = 0.357 \times 148.26 \approx 52.87 \text{{ г}} \]

7. Округлим массу образующегося соединения (m₃) до одной десятой:

\[ m₃ \approx 52.9 \text{{ г}} \]

Итак, при нагревании кальция массой 20 г в азоте объемом (н.у.) 8 л образуется соединение массой около 52.9 г. Количество вещества продукта реакции составляет примерно 0.357 моль.