Question

вычислите какой объем воздуха потребуется для сжигания 268.8 л метиламина хватит ли полученного при этом азота для получения 170 г аммиака? ответ подтвердите расчётами

Answer 1

Дано:

V(NH2CH3) = 268,8 л

m(NH3) = 170 г

Найти:

V(O2) - ?

Решение:

1) Запишем уравнения реакций:

4NH2CH3 + 9O2 = 2N2↑ + 10H2O + 4CO2↑ (1-е уравнение)

N2 + 3H2 = 2NH3↑ (2-у уравнение)

2) n(NH2CH3) = V(NH2CH3) / Vm = 268,8 л / 22,4 л/моль = 12 моль

n(O2) = 9/4 × n(NH2CH3) = 9/4 × 12 моль = 27 моль (по 1-му уравнению)

V(O2) = n(O2) × Vm = 27 моль × 22,4 л/моль = 604,8 л

n(исх. N2) = 2/4 × n(NH2CH3) = 2/4 × 12 моль = 6 моль (по 1-му уравнению)

n(NH3) = m(NH3) / M(NH3) = 170 г / 17 г/моль = 10 моль

n(NH3) = 2 × n(прор. N2) = 10 моль ⇒ n(прор. N2) = 5 моль

n(прор. N2) < n(исх. N2) ⇒ азота хватит

Ответ: 604,8 л; хватит.

Answer 2

Для решения этой задачи нам нужно учитывать химические реакции и соотношение компонентов в реакциях.

Сначала давайте представим химическую реакцию сгорания метиламина:

CH3NH2 + (3/2) O2 -> CO2 + 2 H2O + N2

Из уравнения реакции видно, что для сгорания одного молекулы метиламина (CH3NH2) необходимо (3/2) молекулы кислорода (O2). Таким образом, соотношение между объемами метиламина и кислорода будет 1:1.5.

Дано: объем метиламина (V(CH3NH2)) = 268.8 л

Так как соотношение между метиламином и кислородом 1:1.5, то объем кислорода будет:

V(O2) = V(CH3NH2) * (3/2) = 268.8 * 1.5 = 403.2 л

Далее, давайте рассмотрим химическую реакцию синтеза аммиака:

N2 + 3 H2 -> 2 NH3

Из уравнения реакции видно, что для образования 2 молекул аммиака (NH3) необходимо 1 молекула азота (N2). Таким образом, соотношение между объемами азота и аммиака будет 1:2.

Теперь мы знаем объем кислорода (403.2 л) и хотим вычислить, хватит ли азота для получения 170 г аммиака.

Для этого нам нужно определить молекулярные массы всех веществ, участвующих в реакции:

Молекулярная масса метиламина (CH3NH2) = 31.06 г/моль Молекулярная масса азота (N2) = 28.02 г/моль Молекулярная масса аммиака (NH3) = 17.03 г/моль

Теперь мы можем вычислить количество вещества (в молях) для каждого из реагентов:

Мол количество метиламина = объем метиламина / молекулярная масса метиламина Мол количество кислорода = объем кислорода / молекулярная масса кислорода Мол количество азота = мол количество кислорода / (1.5 моль кислорода на 1 моль метиламина) Мол количество аммиака = масса аммиака / молекулярная масса аммиака

Теперь проведем необходимые расчеты:

Мол количество метиламина = 268.8 л / 31.06 г/моль ≈ 8.65 моль Мол количество кислорода = 403.2 л / 32 г/моль ≈ 12.6 моль Мол количество азота = 12.6 моль / 1.5 ≈ 8.4 моль Мол количество аммиака = 170 г / 17.03 г/моль ≈ 9.98 моль

Из расчетов видно, что для получения 170 г аммиака не хватит азота. Количество азота, которое участвует в реакции (8.4 моль), меньше, чем количество аммиака, которое требуется для получения (9.98 моль).

Таким образом, чтобы получить 170 г аммиака из 268.8 л метиламина, необходимо добавить дополнительный объем азота.