Вопрос школьника
15 г хлорида аммония смешали с 12 г гидроксида кальция. Какой газ и в каком объеме выделится в результате реакции?
Ответ от учителя
Реакция между хлоридом аммония и гидроксидом кальция приведет к образованию аммиака и воды:
NH4Cl + Ca(OH)2 → 2NH3 + 2H2O + CaCl2
Сначала нужно определить, какой из реагентов является ограничивающим. Для этого нужно вычислить количество продукта, который может образоваться из каждого реагента. Молярная масса NH4Cl равна 53,49 г/моль, а Ca(OH)2 — 74,09 г/моль.
Масса NH4Cl, которая была использована в реакции, равна 15 г, а масса Ca(OH)2 — 12 г. Таким образом, количество моль NH4Cl равно:
n(NH4Cl) = m(NH4Cl) / M(NH4Cl) = 15 г / 53,49 г/моль = 0,281 моль
А количество моль Ca(OH)2 равно:
n(Ca(OH)2) = m(Ca(OH)2) / M(Ca(OH)2) = 12 г / 74,09 г/моль = 0,162 моль
Таким образом, Ca(OH)2 является ограничивающим реагентом, так как количество моль Ca(OH)2 меньше, чем количество моль NH4Cl.
Из уравнения реакции видно, что каждый моль Ca(OH)2 приводит к образованию двух молей NH3. Таким образом, количество моль NH3, которое образуется в результате реакции, равно:
n(NH3) = 2 * n(Ca(OH)2) = 2 * 0,162 моль = 0,324 моль
Теперь можно вычислить объем газа NH3 при стандартных условиях (температура 0°C, давление 1 атмосфера) с использованием уравнения состояния идеального газа:
V(NH3) = n(NH3) * RT / P = 0,324 моль * 8,31 Дж/(моль*К) * 273 К / 101325 Па = 7,1 л
Таким образом, в результате реакции образуется 0,324 моль NH3, которые занимают объем 7,1 л при стандартных условиях.
