Номер 1023, страница 162 - гдз по химии 11 класс сборник задач Хвалюк, Резяпкин

1023. Особо чистый азот можно получить разложением при 300 °С азида натрия:

$NaN_3 \rightarrow Na + N_2$

Какой объём (н. у.) азота можно получить при полном термическом разложении азида натрия массой 988 мг?

Дано:

$m(\text{NaN}_3) = 988 \text{ мг}$

$m(\text{NaN}_3) = 0.988 \text{ г}$

Найти:

$V(\text{N}_2)$ (н. у.) - ?

Решение:

1. Запишем сбалансированное уравнение реакции термического разложения азида натрия. Температура $300 \text{ }^{\circ}\text{C}$, указанная в условии, является условием для начала реакции, а объем газа необходимо найти при нормальных условиях (н. у.).

$2\text{NaN}_3 \xrightarrow{t^\circ} 2\text{Na} + 3\text{N}_2$

2. Рассчитаем молярную массу азида натрия $M(\text{NaN}_3)$, используя относительные атомные массы элементов из Периодической системы Д. И. Менделеева: $Ar(\text{Na}) = 23$; $Ar(\text{N}) = 14$.

$M(\text{NaN}_3) = Ar(\text{Na}) + 3 \cdot Ar(\text{N}) = 23 + 3 \cdot 14 = 65 \text{ г/моль}$

3. Вычислим количество вещества ($n$) азида натрия, масса которого составляет $0.988 \text{ г}$.

$n(\text{NaN}_3) = \frac{m(\text{NaN}_3)}{M(\text{NaN}_3)} = \frac{0.988 \text{ г}}{65 \text{ г/моль}} \approx 0.0152 \text{ моль}$

4. По уравнению реакции найдем количество вещества азота ($n(\text{N}_2)$). Из стехиометрических коэффициентов видно, что из 2 моль азида натрия образуется 3 моль азота. Составим пропорцию:

$\frac{n(\text{NaN}_3)}{2} = \frac{n(\text{N}_2)}{3}$

Отсюда:

$n(\text{N}_2) = \frac{3}{2} \cdot n(\text{NaN}_3) = 1.5 \cdot 0.0152 \text{ моль} = 0.0228 \text{ моль}$

5. Рассчитаем объем полученного азота при нормальных условиях (н. у.). При н. у. молярный объем любого газа ($V_m$) составляет $22.4 \text{ л/моль}$.

$V(\text{N}_2) = n(\text{N}_2) \cdot V_m = 0.0228 \text{ моль} \cdot 22.4 \text{ л/моль} = 0.51072 \text{ л}$

Округлим результат до трех значащих цифр, в соответствии с точностью исходных данных ($988 \text{ мг}$).

$V(\text{N}_2) \approx 0.511 \text{ л}$

Ответ: можно получить $0.511 \text{ л}$ азота.