Question

Определи массу угля, прореагировавшего с водой, если из образовавшегося водорода был синтезирован аммиак объёмом 33,6 дм³ (н. у.). Ответ: масса угля равна г.

Answer 1

Дано:

V(NH₃) = 33,6 дм³ = 33,6 л

-----------------------------------------

Найти:

m(C) - ?

Решение:

1) Запишем 2 уравнения реакции что-бы получить из углерода в аммиака:

(1) С + H₂O (t°)→ CO + H₂↑

(2) 3H₂ + N₂ → 2NH₃

2) Запишем молекулярную массу углерода и объем в газах:

M(C) = 12 гр/моль    

Vm(NH₃) = 22,4 л/моль

3) Находим сначала количество вещества в амиаке, а потом находим также количество вещества с водородом из 2 раекций:

n(NH₃) = V(NH₃)/Vm(NH₃) = 33,6 л / 22,4 л/моль = 1,5 моль

n(H₂) = 3n(NH₃)/2 = 3×1,5 моль/2 = 4,5 моль/2 = 2,25 моль

4) Теперь мы находим массу углерода из 1 реакции:

n(C) = n(H₂) = 2,25 моль - по 1 уравнению реакции.

m(C) = M(C)×n(C) = 12 гр/моль × 2,25 = 27 гр

Ответ: m(C) = 27 гр

Answer 2

Для определения массы угля, прореагировавшего с водой, нам нужно использовать закон сохранения массы и знание химической реакции между углем (C) и водой (H₂O).

1. Сначала мы должны определить количество водорода (H₂), образовавшегося в результате реакции угля с водой. Зная, что объем водорода равен 33,6 дм³ (нормальных условий), мы можем использовать уравнение состояния идеального газа для определения числа молей водорода:

   PV = nRT,

   где P - давление (стандартное давление 1 атмосфера), V - объем в литрах, n - количество молей газа, R - универсальная газовая постоянная, T - температура в Кельвинах.

   При нормальных условиях (0°C или 273,15 K и 1 атмосфера), у нас:

   V = 33,6 дм³ = 33,6 л, T = 273,15 K, P = 1 атмосфера = 101,3 кПа.

   Теперь мы можем рассчитать количество молей водорода:

   n(H₂) = (PV) / (RT) = (101,3 кПа * 33,6 л) / (8,31 ЛкПа/(мольK) * 273,15 K) ≈ 4 моль H₂.

2. Теперь, зная количество молей водорода, мы можем определить количество молей угля (C) в реакции. Мы видим из уравнения реакции:

   C + 2H₂O → CH₄ + CO₂

   что один моль угля реагирует с двумя молями водорода. Следовательно, количество молей угля равно половине количества молей водорода:

   n(C) = 0,5 * n(H₂) = 0,5 * 4 моль = 2 моль C.

3. Теперь мы можем рассчитать молекулярную массу угля (C), которая равна примерно 12 г/моль (молярная масса угля).

4. И, наконец, масса угля равна количеству молей, умноженному на его молекулярную массу:

   Масса угля = n(C) * молярная масса(C) = 2 моль * 12 г/моль = 24 г.

Таким образом, масса угля, прореагировавшего с водой, равна 24 грамма.