Яка частка від теоретично можливого виходу становить маса утвореного амоній нітрату (NH4NO3) від надлишку нітратної

Snezhinka

19

Для решения данной задачи, нам необходимо воспользоваться балансировкой химического уравнения для реакции образования амония и нитратной кислоты. Затем мы определим мольное соотношение между реагентами и продуктом, и на основе этого рассчитаем массовую долю аммония нитрата.

Уравнение реакции образования аммония нитрата:
\[NH3 + HNO3 → NH4NO3\]

Для начала, нам необходимо балансировать уравнение реакции. Так как количество атомов азота и водорода справа и слева должно быть одинаковым, мы добавим коэффициенты перед реагентами и продуктом:
\[NH3 + HNO3 → NH4NO3\]

Окажется, что для балансировки необходимо поставить коэффициент 2 перед аммиаком, чтобы количество атомов азота справа и слева совпало:
\[2NH3 + HNO3 → NH4NO3\]

На данном этапе уравнение балансировано.

Теперь мы можем перейти к рассчетам массовой доли аммония нитрата. Для этого нам необходимо знать молярные массы соединений. Молярная масса аммиака (NH3) равна примерно 17 г/моль, молярная масса нитратной кислоты (HNO3) примерно равна 63 г/моль, а молярная масса аммония нитрата (NH4NO3) - около 80 г/моль.

Теперь рассчитаем количество вещества аммония и нитратной кислоты, используя объем аммиака и соотношение между их молярными массами:

Количество вещества аммония (NH3):
\[\text{Количество вещества NH3} = \frac{\text{объем NH3}}{\text{молярная масса NH3}}\]
\[\text{Количество вещества NH3} = \frac{5.6\ л}{17\ г/моль} = 0,329\ моль\ NH3\]

Количество вещества нитратной кислоты (HNO3):
\[\text{Количество вещества HNO3} = \frac{\text{объем HNO3}}{\text{молярная масса HNO3}}\]
\[\text{Количество вещества HNO3} = \frac{5.6\ л}{63\ г/моль} = 0,089\ моль\ HNO3\]

Теперь мы можем определить, какое количество аммиака и нитратной кислоты реагирует друг с другом, согласно уравнению реакции. Из уравнения видно, что 2 моля аммиака реагируют с 1 молью нитратной кислоты, образуя 1 моль аммония нитрата.

Мольное соотношение между NH3 и NH4NO3:
\[2\ моль\ NH3 : 1\ моль\ NH4NO3\]

Так как у нас 0,329 моль аммиака и из соотношения видно, что нам нужна половина этого количества для образования аммония нитрата, мы можем рассчитать количество вещества аммония нитрата:

Количество вещества аммония нитрата (NH4NO3):
\[\text{Количество вещества NH4NO3} = \frac{\text{Количество вещества NH3}}{2} = \frac{0,329\ моль\ NH3}{2} = 0,165\ моль\ NH4NO3\]

Теперь мы можем рассчитать массу аммония нитрата, используя массу одной молекулы и количество вещества:

Масса аммония нитрата (NH4NO3):
\[\text{Масса NH4NO3} = \text{Количество вещества NH4NO3} \times \text{молярная масса NH4NO3}\]
\[\text{Масса NH4NO3} = 0,165\ моль\ NH4NO3 \times 80\ г/моль = 13,2\ г\ NH4NO3\]

Таким образом, масса образованного аммония нитрата составляет 13,2 г при заданных условиях реакции. Ответа вследствие округления массы может не совпадать с ответом в тексте задачи.