Question

Кальцій нітрат масою 16,4 г піддали повному термічному розкладу. Виділився кисень об’ємом 1,68 л (н.у.). Який вихід газу повідношенню до теоретично можливого?

Answer 1

Ответ:

вихід газу становить близько 54,5% від теоретично можливого

Объяснение:

Для розрахунку вихідного газу необхідно визначити масу кальцію, який був у кальційному нітраті.

Маса кальцію = маса кальційного нітрату - маса інших компонентів

Маса кальційного нітрату = 16,4 г

Маса інших компонентів = маса кисню, який виділився = 1,68 л * 1,429 г/л = 2,40552 г

Тому, маса кальцію = 16,4 г - 2,40552 г = 13,99448 г

З рівняння реакції видно, що за кожні 2 молекули кальцію виділяється 1 молекула кисню. Тому, теоретично можливий вихід кисню повинен бути удвічі більший за масу кальцію.

Теоретично можливий вихід кисню = (13,99448 г / 40,08 г/моль) * 1 моль/2 = 0,1748 моль

Вихід газу повідношенню до теоретично можливого = (1,68 л / 22,4 л/моль) / 0,1748 моль = 0,545

Отже, вихід газу становить близько 54,5% від теоретично можливого.

Answer 2

Для розв'язання цього завдання спочатку визначимо хімічну реакцію повного термічного розкладу кальцію нітрату (Ca(NO3)2). Ця реакція виглядає наступним чином:

Ca(NO3)2 → CaO + 2NO2 + 1/2O2

З реакції видно, що при розкладі одного молекули кальцію нітрату утворюється один молекули кальцію оксиду (CaO), два молекули діоксиду азоту (NO2) та один молекули кисню (O2).

Далі ми можемо визначити кількість молей кальцію нітрату (Ca(NO3)2), яка містилася в 16,4 г кальцію нітрату. Для цього спершу знайдемо молекулярну масу кальцію нітрату:

Ca(NO3)2: Маса атома кальцію (Ca) = 40,08 г/моль Маса атома азоту (N) = 14,01 г/моль Маса атома кисню (O) = 16,00 г/моль

Молекулярна маса Ca(NO3)2 = 40,08 + 2 * (14,01 + 3 * 16,00) = 164,10 г/моль

Тепер знайдемо кількість молей кальцію нітрату в 16,4 г:

Кількість молей = Маса / Молекулярна маса Кількість молей Ca(NO3)2 = 16,4 г / 164,10 г/моль ≈ 0,1 моль

Оскільки в реакції розкладу один моль Ca(NO3)2 виділяє 1/2 моль кисню (O2), то в 0,1 моль Ca(NO3)2 виділиться:

0,1 моль Ca(NO3)2 * 1/2 = 0,05 моль O2

Тепер ми можемо перевести кількість молей кисню в об'єм за нормальних умов (н.у.). Один моль газу за нормальних умов займає об'єм приблизно 22,4 літрів. Таким чином, 0,05 моль O2 займе:

0,05 моль * 22,4 л/моль ≈ 1,12 л O2

Отже, при повному термічному розкладі 16,4 г кальцію нітрату виділиться приблизно 1,12 л кисню (O2) за нормальних умов. Тепер можемо порівняти це значення з об'ємом, який був вказаний в вашому запитанні, який дорівнює 1,68 л.

Вихід газу відносно теоретично можливого:

(1,68 л / 1,12 л) * 100% ≈ 150%

Таким чином, вихід газу (кисню) в цій реакції більший, ніж теоретично можливий, і становить приблизно 150% від теоретичного значення.