Рассчитайте массу карбамида (NH2)2CO (в килограммах), который получается из 56 м3 аммиака (н. у.) в реакции с углекислым газом, если выход продукта составляет 70% .
Для решения данной задачи, начнем с уравнения реакции между аммиаком (NH₃) и углекислым газом (CO₂) для получения карбамида ((NH₂)₂CO).
Уравнение реакции выглядит следующим образом:
\[ 2 NH₃ + CO₂ \rightarrow (NH₂)₂CO + H₂O \]
Теперь нам нужно рассчитать, сколько карбамида можно получить из 56 м³ аммиака. Первым делом, переведем объем аммиака в молекулы, учитывая, что в н.у. (нормальных условиях) 1 м³ газа содержит примерно 44,6 моль (при 0°C и 1 атм).
- Переводим объем аммиака в моля:
\[ 56 \, \text{м}^3 \times 44,6 \, \text{моль/м}^3 = 2498,4 \, \text{моль NH}_3 \]
- Определяем количество карбамида, которое получится. По уравнению реакции, из 2 моль аммиака получается 1 моль карбамида. Следовательно:
\[ \text{моль карбамида} = \frac{2498,4 \, \text{моль NH}_3}{2} = 1249,2 \, \text{моль (NH}_2)_2CO \]
- Учитываем выход продукта. Поскольку выход составляет 70%, то найдем фактическое количество карбамида:
\[ \text{фактическое количество (NH}_2)_2CO = 1249,2 \, \text{моль} \times 0,7 = 874,44 \, \text{моль} \]
- Рассчитаем массу карбамида. Молярная масса карбамида ((NH₂)₂CO) вычисляется так:
- Н (Нитроген): 14 г/моль × 2 = 28 г
- О (Кислород): 16 г/моль × 1 = 16 г
- С (Углерод): 12 г/моль × 1 = 12 г
Итак, молярная масса карбамида:
\[ M = 28 + 16 + 12 = 56 \, \text{г/моль} \]
- Рассчитаем массу карбамида:
\[ \text{масса} = 874,44 \, \text{моль} \times 56 \, \text{г/моль} = 48889,84 \, \text{г} \]
- Переводим массу в килограммы:
\[ 48889,84 \, \text{г} = 48,89 \, \text{кг} \]
В итоге, масса карбамида, который получается из 56 м³ аммиака при выходе 70%, составляет примерно 48,89 кг.
