Номер 4, страница 53 - гдз по химии 9 класс сборник контрольных и самостоятельных работ Сеген, Алексеева

Дано:

объем азота $V_{N_2} = 2.24 \text{ дм}^3$ (н. у.)

масса кислорода $m_{O_2} = 9.6 \text{ г}$

Перевод в СИ:

объем азота $V_{N_2} = 2.24 \times 10^{-3} \text{ м}^3$

масса кислорода $m_{O_2} = 9.6 \times 10^{-3} \text{ кг}$

молярный объем газа при нормальных условиях $V_m = 22.4 \times 10^{-3} \text{ м}^3/\text{моль}$

молярная масса кислорода $M_{O_2} = 32 \times 10^{-3} \text{ кг}/\text{моль}$

Найти:

объем оксида азота(II) $V_{NO}$ (н. у.)

Решение:

1. Запишем уравнение реакции образования оксида азота(II). Азот (N₂) и кислород (O₂) реагируют с образованием оксида азота(II) (NO):

$N_2 + O_2 \rightarrow 2NO$

2. Рассчитаем количество вещества (моли) каждого из исходных реагентов при нормальных условиях:

Количество вещества азота $n_{N_2}$ можно найти, используя его объем и молярный объем газа при нормальных условиях ($V_m = 22.4 \text{ дм}^3/\text{моль}$):

$n_{N_2} = \frac{V_{N_2}}{V_m}$

$n_{N_2} = \frac{2.24 \text{ дм}^3}{22.4 \text{ дм}^3/\text{моль}} = 0.1 \text{ моль}$

Количество вещества кислорода $n_{O_2}$ можно найти, используя его массу и молярную массу кислорода ($M_{O_2} = 32 \text{ г}/\text{моль}$):

$n_{O_2} = \frac{m_{O_2}}{M_{O_2}}$

$n_{O_2} = \frac{9.6 \text{ г}}{32 \text{ г}/\text{моль}} = 0.3 \text{ моль}$

3. Определим, какое из веществ является лимитирующим реагентом. Согласно уравнению реакции ($N_2 + O_2 \rightarrow 2NO$), азот и кислород реагируют в молярном соотношении 1:1. У нас есть $0.1 \text{ моль}$ азота и $0.3 \text{ моль}$ кислорода. Поскольку $0.1 \text{ моль} < 0.3 \text{ моль}$, азот ($N_2$) является лимитирующим реагентом, и расчеты необходимо вести по нему, так как он будет полностью израсходован.

4. По уравнению реакции $N_2 + O_2 \rightarrow 2NO$, из $1 \text{ моль}$ азота образуется $2 \text{ моль}$ оксида азота(II). Следовательно, из $0.1 \text{ моль}$ азота образуется:

$n_{NO} = 2 \times n_{N_2}$

$n_{NO} = 2 \times 0.1 \text{ моль} = 0.2 \text{ моль}$

5. Рассчитаем объем оксида азота(II), используя количество вещества NO и молярный объем газа при нормальных условиях:

$V_{NO} = n_{NO} \times V_m$

$V_{NO} = 0.2 \text{ моль} \times 22.4 \text{ дм}^3/\text{моль} = 4.48 \text{ дм}^3$

Ответ:

Объем оксида азота(II) составляет $4.48 \text{ дм}^3$.