Давайте решим задачу по шагам.
Дано:
- Масса азота (N₂) = 16 г
- Масса кислорода (O₂) = 18 г
Задача: найти массу образовавшегося оксида азота V (азот(V)оксид, N₂O₅).
Шаг 1. Написание уравнения реакции
Для получения N₂O₅ предполагаемая реакция:
[ N_2 + O_2 \rightarrow N_2O_5 ]
Но в реальности, чтобы получить N₂O₅, нужно знать количество реагирующих веществ.
Шаг 2. Определение Молярных масс
молярная масса N₂:
[ M_{N_2} = 14 \times 2 = 28, г/моль ]
молярная масса O₂:
[ M_{O_2} = 16 \times 2 = 32, г/моль ]
молярная масса N₂O₅:
[ M_{N_2O_5} = (14 \times 2) + (16 \times 5) = 28 + 80 = 108, г/моль ]
Шаг 3. Вычисление числа молей реагирующих веществ
Моли азота:
[ n_{N_2} = \frac{16, г}{28, г/моль} \approx 0.571, моль ]
Моли кислорода:
[ n_{O_2} = \frac{18, г}{32, г/моль} \approx 0.5625, моль ]
Шаг 4. Определение лимитирующего реагента
Реакция для получения N₂O₅:
[ N_2 + 5O_2 \rightarrow N_2O_5 ]
Из стехиометрии:
- 1 моль N₂ реагирует с 5 моль O₂.
Расчёты:
- Количество O₂, необходимое для полностью реакции 0.571 моль N₂:
[ 0.571 \times 5 = 2.855, моль ]
Но у нас есть только 0.5625 моль O₂, что меньше, чем нужно. Значит, кислород — лимитирующий реагент, и реакция остановится, когда кислород полностью исчерпается.
Шаг 5. Расчёт образовавшегося N₂O₅
- 0.5625 моль O₂ соответствует:
[ \frac{0.5625}{5} = 0.1125, моль, N_2 ]
Это количество N₂, вступившее в реакцию.
Масса N₂, участвующая в реакции, равна:
[ 0.1125 \times 28 = 3.15, г ]
Шаг 6. Расчёт массы образовавшегося N₂O₅
Из уравнения дано, что 1 моль N₂ реагирует с 5 моль O₂ и образует 1 моль N₂O₅.
Следовательно,
Количество N₂O₅, образованное из 0.1125 моль N₂:
[ 0.1125, моль ]
Масса N₂O₅:
[ 0.1125 \times 108 = 12.15, г ]
Ответ:
Масса образовавшегося оксида азота V — 12.15 г.
Если нужны дополнительные объяснения или есть вопросы — спрашивайте!
