Question

12 баллов ! Через 300 г раствора серной кислоты с массовой долей 6 % пропустили аммиак (NH3 ) до образования сульфата аммония (NH4)2SO4. Вычислите объем (н.у) вступившего в реакцию газа .С дано и решением и формулами!

Answer 1

⠀ ⠀ ⠀ ⠀ ⠀ ⠀ ⠀ ⠀ ⠀ ⠀ ⠀

Answer 2

Для решения этой задачи используем законы сохранения массы и объема газов, а также уравнение химической реакции.

Уравнение реакции между серной кислотой (H₂SO₄) и аммиаком (NH₃) выглядит следующим образом:

\[ H₂SO₄ + 2NH₃ \rightarrow (NH₄)₂SO₄ \]

Согласно уравнению, 1 моль серной кислоты реагирует с 2 молями аммиака.

Дано, что в реакцию вступает 300 г раствора серной кислоты с массовой долей 6%. Это означает, что в 100 г раствора содержится 6 г серной кислоты. Таким образом, масса серной кислоты в 300 г раствора составляет \(300 \, \text{г} \times \frac{6 \, \text{г}}{100 \, \text{г}} = 18 \, \text{г}\).

Теперь найдем количество молей серной кислоты:

\[ \text{моль} = \frac{\text{масса}}{\text{молярная масса}} \]

Молярная масса H₂SO₄ равна сумме масс атомов в молекуле. Для H₂SO₄:

\[ \text{Молярная масса H₂SO₄} = 2 \times \text{масса H} + 1 \times \text{масса S} + 4 \times \text{масса O} \]

\[ \text{Молярная масса H₂SO₄} = 2 \times 1 \, \text{г/моль} + 1 \times 32 \, \text{г/моль} + 4 \times 16 \, \text{г/моль} = 98 \, \text{г/моль} \]

Теперь можем вычислить количество молей серной кислоты:

\[ \text{моль} = \frac{18 \, \text{г}}{98 \, \text{г/моль}} \approx 0,1837 \, \text{моль} \]

Так как 1 моль серной кислоты реагирует с 2 молями аммиака, количество молей аммиака равно \(0,1837 \, \text{моль} \times 2 = 0,3674 \, \text{моль}\).

Теперь используем уравнение состояния идеального газа \(PV = nRT\) для вычисления объема (в нормальных условиях):

\[ V = \frac{nRT}{P} \]

где: - \(n\) - количество молей газа, - \(R\) - универсальная газовая постоянная (\(0,0821 \, \text{л} \cdot \text{атм} / \text{моль} \cdot \text{К}\)), - \(T\) - температура в Кельвинах, - \(P\) - давление.

В нормальных условиях (н.у.), температура \(T\) равна 273 К, а давление \(P\) равно 1 атмосфере.

Подставим значения:

\[ V = \frac{0,3674 \, \text{моль} \times 0,0821 \, \text{л} \cdot \text{атм} / \text{моль} \cdot \text{К} \times 273 \, \text{К}}{1 \, \text{атм}} \]

\[ V \approx 8,26 \, \text{л} \]

Таким образом, объем вступившего в реакцию газа при н.у. составляет примерно 8,26 л.