При образовании оксида азота (V) в реакцию вступило 16 г азота и 18 г кислорода. Определите массу образовавшегося оксида.
Для решения данной задачи сначала нужно записать уравнение реакции образования оксида азота (V):
\[ 2N_2 + 5O_2 \rightarrow 2N_2O_5 \]
Теперь найдем количество молей азота и кислорода, которые вступают в реакцию.
Расчет количества молей азота (\(N_2\)):
- Молярная масса \(N_2\) = 14 г/моль × 2 = 28 г/моль.
- Количество молей \(N_2\) = масса / молярная масса = \(16 \, \text{г} / 28 \, \text{г/моль} = \frac{16}{28} \approx 0.571 \, \text{моль}\).
Расчет количества молей кислорода (\(O_2\)):
- Молярная масса \(O_2\) = 16 г/моль × 2 = 32 г/моль.
- Количество молей \(O_2\) = масса / молярная масса = \(18 \, \text{г} / 32 \, \text{г/моль} = \frac{18}{32} = 0.5625 \, \text{моль}\).
Определение, что является ограничивающим реагентом: В уравнении реакции видно, что для 2 молей \(N_2\) требуется 5 молей \(O_2\). Следовательно, отношение \(N_2\) и \(O_2\) составляет 2:5.
- Для 0.571 моль \(N_2\) потребуется \(0.571 \times \frac{5}{2} = 1.4275 \, \text{моль}\) \(O_2\).
- У нас есть только 0.5625 моль \(O_2\), что меньше необходимого количества.
Таким образом, кислород (\(O_2\)) является ограничивающим реагентом.
Расчет массы образовавшегося оксида: По уравнению на 5 моль \(O_2\) образуется 2 моль \(N_2O_5\). Следовательно, для 0.5625 моль \(O_2\) будет образовано:
\[ \text{Количество молей } N_2O_5 = 0.5625 \times \frac{2}{5} = 0.225 \, \text{моль} \]
Теперь вычислим массу \(N_2O_5\):
- Молярная масса \(N_2O_5\) = \(14 \, \text{г/моль} \times 2 + 16 \, \text{г/моль} \times 5 = 28 + 80 = 108 \, \text{г/моль}\).
- Масса \(N_2O_5 = 0.225 \, \text{моль} \times 108 \, \text{г/моль} = 24.3 \, \text{г}\).
Таким образом, масса образовавшегося оксида азота (V) составляет 24.3 г.
