1. Какая масса водорода выделится при действии серной кислоты H2SO4 на 200 г кальция? Продуктами реакции являются водород и сульфат кальция CaSO4. 2. Какая масса водорода выделится при действии 365мг соляной кислоты HCI на цинк, если при этом получили еще хлорид цинка (II)? 3. Смешали азот (N2) с 50 кг водорода. Какая масса аммиака (NH3 ) при этом получилась?
Давайте решим все три задачи последовательно.
1. Масса водорода, выделяющегося при реакции серной кислоты с кальцием.
Реакция кальция с серной кислотой выглядит следующим образом:
\[ \text{Ca} + \text{H}_2\text{SO}_4 \rightarrow \text{CaSO}_4 + \text{H}_2 \]
Сначала найдем молекулярные массы веществ:
- Молярная масса кальция (Ca) = 40 г/моль.
- Молярная масса водорода (H) = 1 г/моль, соответственно для \( \text{H}_2 \) = 2 г/моль.
Из уравнения реакции видно, что 1 моль кальция реагирует с 1 моль серной кислоты, образуя 1 моль водорода.
Теперь вычислим количество кальция в 200 г: \[ \text{n(Ca)} = \frac{200 \text{ г}}{40 \text{ г/моль}} = 5 \text{ моль} \]
Следовательно, выделяется 5 моль водорода, из чего можно найти массу водорода: \[ \text{маса H}_2 = 5 \text{ моль} \times 2 \text{ г/моль} = 10 \text{ г} \]
Таким образом, при реакции серной кислоты с 200 г кальция выделится 10 г водорода.
2. Масса водорода, выделяющегося при реакции соляной кислоты с цинком.
Реакция выглядит следующим образом:
\[ \text{Zn} + 2 \text{HCl} \rightarrow \text{ZnCl}_2 + \text{H}_2 \]
Найдем массу цинка, которая участвует в реакции с 365 мг соляной кислоты. Сначала рассчитаем количество молей HCl:
- Молярная масса HCl = 36,5 г/моль.
Сначала переведем 365 мг в граммы: \[ 365 \text{ мг} = 0.365 \text{ г} \] Теперь можно найти количество моль HCl: \[ \text{n(HCl)} = \frac{0.365 \text{ г}}{36.5 \text{ г/моль}} = 0.01 \text{ моль} \]
Согласно уравнению реакции, на 2 моль HCl необходимо 1 моль цинка, и выделяется 1 моль водорода. Значит массовые соотношения таковы: \[ \text{n(H}_2\text{)} = \frac{0.01 \text{ моль}}{2} = 0.005 \text{ моль} \]
Теперь найдем массу водорода, выделенного из 0.005 моль: \[ \text{маса H}_2 = 0.005 \text{ моль} \times 2 \text{ г/моль} = 0.01 \text{ г} = 10 \text{ мг} \]
При реакции соляной кислоты с 365 мг цинка выделится 10 мг водорода.
3. Масса аммиака, получающаяся при реакции азота с водородом.
В этой реакции: \[ N_2 + 3H_2 \rightarrow 2NH_3 \]
Давайте вычислим, сколько аммиака можно получить из 50 кг водорода. Сначала переведем 50 кг в граммы: \[ 50 \text{ кг} = 50000 \text{ г} \]
Теперь найдем количество молей водорода: \[ \text{n(H}_2\text{)} = \frac{50000 \text{ г}}{2 \text{ г/моль}} = 25000 \text{ моль} \]
Согласно реакции, на 3 моль водорода получается 2 моль аммиака: \[ \text{n(NH}_3\text{)} = \frac{2}{3} \times \text{n(H}_2\text{)} = \frac{2}{3} \times 25000 \text{ моль} \approx 16666.67 \text{ моль} \]
Теперь найдем массу полученного аммиака: Молярная масса аммиака (NH₃) = 14 + 3 × 1 = 17 г/моль. \[ \text{маса NH}_3 = 16666.67 \text{ моль} \times 17 \text{ г/моль} \approx 283333.33 \text{ г} \approx 283.33 \text{ кг} \]
Таким образом, из 50 кг водорода при реакции с азотом получится примерно 283.33 кг аммиака.
