Вопрос задан 13.02.2025 в 19:04. Предмет Химия. Спрашивает Лысов Илья.

Cмесь аммиака и водорода разделили на две равные части.При пропускании первой части через трубку с раскалённым оксидом меди масса трубки уменьшается на 8,0 г , а вторая часть может нейтрализовать 120 г 12,6 процентной азотной кислоты. Расчитайте объёмные доли газов в исходной смеси.
Помогите!!!!

Перейти к ответам

Отвечу на вопрос мгновенно! Нейросеть ChatGPT. Жми!

Ответы на вопрос

Отвечает Лукашевич Дима.

Для решения задачи нам нужно рассмотреть химические реакции и использовать данные для расчетов.

Шаг 1: Записываем реакции

Реакция аммиака (NH₃) с оксидом меди (CuO):
$2NH₃ + 3CuO \rightarrow N₂ + 3Cu + 3H₂O$
В результате этой реакции оксид меди восстанавливается до меди, а аммиак окисляется до азота и воды. Масса трубки с оксидом меди уменьшается за счёт потери кислорода, который уходит в состав воды.
Реакция аммиака с азотной кислотой (HNO₃):
$NH₃ + HNO₃ \rightarrow NH₄NO₃$
Аммиак полностью нейтрализует азотную кислоту.
Водород (H₂) не взаимодействует ни с оксидом меди, ни с азотной кислотой.

Шаг 2: Находим количество аммиака в первой части

Масса трубки с оксидом меди уменьшилась на 8 г. Это означает, что ушло 8 г кислорода ( $O$ ) из состава оксида меди.

Молярная масса кислорода:

M(O) = 16 \, \text{г/моль}.

Количество вещества кислорода:

n(O) = \frac{8}{16} = 0{,}5 \, \text{моль}.

Из стехиометрии реакции видно, что на 3 моль $O$ требуется 2 моль $NH₃$ . Значит, количество аммиака:

n(NH₃) = \frac{2}{3} \cdot 0{,}5 = 0{,}333 \, \text{моль}.

Шаг 3: Находим количество аммиака во второй части

Во второй части аммиак нейтрализует азотную кислоту. Найдём количество вещества азотной кислоты в растворе.

Масса раствора:

m(\text{раствор}) = 120 \, \text{г}.

Массовая доля кислоты:

w(\text{HNO₃}) = 12{,}6\% = 0{,}126.

Масса чистой кислоты:

m(\text{HNO₃}) = 120 \cdot 0{,}126 = 15{,}12 \, \text{г}.

Молярная масса азотной кислоты:

M(\text{HNO₃}) = 63 \, \text{г/моль}.

Количество вещества кислоты:

n(\text{HNO₃}) = \frac{15{,}12}{63} = 0{,}24 \, \text{моль}.

Из стехиометрии реакции видно, что 1 моль $NH₃$ реагирует с 1 моль $HNO₃$ . Следовательно, количество аммиака во второй части:

n(NH₃) = 0{,}24 \, \text{моль}.

Шаг 4: Общее количество аммиака

Общее количество аммиака в смеси:

n(NH₃,\text{общ}) = 0{,}333 + 0{,}24 = 0{,}573 \, \text{моль}.

Шаг 5: Общее количество вещества газа

Исходная смесь состоит из аммиака ( $NH₃$ ) и водорода ( $H₂$ ). Она была разделена на две равные части. Если масса газа первой и второй части одинакова, то общее количество газа:

n(\text{смесь}) = 2 \cdot (n(NH₃) + n(H₂)),

где $n(H₂)$ — количество вещества водорода во второй части.

Количество газа во второй части равно:

n(\text{смесь}) = n(NH₃) + n(H₂).

Так как $n(NH₃) = 0{,}573 \, \text{моль}$ , подставляем:

n(\text{смесь}) = n(NH₃) + n(H₂).

В водороде реакции не происходит, он остаётся неизменным. Составим систему:

\begin{cases} n(\text{общ}) = n(H₂) + n(NH₃ общей)

Продолжим расчет для определения объемных долей газов:

Шаг 6: Находим общее количество вещества смеси

Смесь разделили на две равные части, а общая масса смеси остается постоянной. Пусть $n_\text{смесь}$ — это общее количество вещества в смеси до разделения. Тогда:

n_\text{смесь} = n_\text{первая часть} + n_\text{вторая часть}.

Мы знаем, что в первой части участвует $n(NH₃) = 0,333 \, \text{моль}$ , и это аммиак, а во второй части — $n(NH₃) = 0,24 \, \text{моль}$ . Также известно, что во второй части остаётся водород, количество которого равно $n(H₂)$ . Таким образом, общее количество вещества смеси: