Question

Розрахуйте масу водню, що прореагувала з азотом масою 42 г, якщо утворився амоніак масою 51 г:

Answer 1

Дано:

m (N₂) = 42 г;

m (NH₃) = 51 г.

Найти:

m (H₂) — ?

Решение:

Эту задачу можно решить в одно действие, применив закон сохранения массы. 51 г - 42 г = 9 г.

Но сейчас мы распишем по действиям и таким образом сделаем проверку закона сохранения массы.

1. Составим уравнение реакции.

3H₂ + N₂ = 2NH₃.

2. Узнаем количество вещества азота и аммиака. По формуле:

‣ n = m ÷ M; где: n - количество вещества (моль), m - масса (г), M - молярная масса (г/моль).  

n (N₂) = 42 г ÷ 28 г/моль = 1,5 (моль). - недостаток.

n (NH₃) = 51 г ÷ 17 г/моль = 3 (моль). - избыток.

3. Мы видим, что азот в недостатке. Считаем всегда по недостатку.

Продолжаем вычисления дальше. По уравнению реакции мы видим, что азот и водород находятся в соотношении 3 к 1. Значит:

n (H₂) = 3n (N₂) = 3 · 1,5 моль = 4,5 (моль) - водорода.

4. Теперь узнаем массу водорода. По формуле:

‣ m = n · M; где: m - масса (г), n - количество вещества (моль), M - молярная масса (г/моль).

m (H₂) = 4,5 моль · 2 г/моль = 9 (г).

Как видим, всё сошлось. Закон сохранения массы работает.

Ответ: 9 г.

Answer 2

Для розрахунку маси водню, який прореагував з азотом для утворення амоніаку, спочатку знайдемо масу азоту і масу водню у молекулі амоніаку. Молекулярна формула амоніаку (NH₃) показує, що масова частка азоту у ньому дорівнює 14 г (маса азоту у природі), а масова частка водню дорівнює 1 г (маса водню у природі).

Маса азоту в амоніаку: 14 г/моль x 1 моль = 14 г

Маса водню в амоніаку: 1 г/моль x 3 моль = 3 г

Тепер ми знаємо, що в 1 молекулі амоніаку маса азоту становить 14 г, а маса водню - 3 г. Отже, масовий відношення азоту до водню у молекулі амоніаку дорівнює:

Масове відношення N:H = 14 г : 3 г

Тепер, ми знаємо, що маса амоніаку складає 51 г. Щоб розрахувати масу азоту у цій кількості амоніаку, використовуючи масове відношення, ми можемо скористатися пропорцією:

Маса азоту = (14 г / 3 г) x 51 г ≈ 238 г

Тепер, щоб знайти масу водню, який прореагував з азотом, можемо відняти масу азоту від загальної маси амоніаку:

Маса водню = 51 г - 238 г ≈ -187 г

Отже, результат виявився від'ємним. Це означає, що з азотом відбулася неправильна реакція або що дані неправильні. Маса водню не може бути від'ємною в реальних хімічних реакціях. Тому потрібно перевірити джерело даних або обчислення.