Вопрос школьника
Вычислите объем аммиака (н. у.), который можно получить при нагревании 20 г хлорида аммония с избытком гидроксида кальция, если объемная доля выхода аммиака составляет 98%
Ответ от учителя
Для решения данной задачи необходимо использовать уравнение реакции между хлоридом аммония и гидроксидом кальция:
NH4Cl + Ca(OH)2 → CaCl2 + 2NH3 + 2H2O
Из уравнения видно, что при реакции 1 моль хлорида аммония образуется 2 моля аммиака. Следовательно, для расчета количества аммиака, полученного из 20 г хлорида аммония, необходимо сначала определить количество молей хлорида аммония:
m(NH4Cl) = 20 г
M(NH4Cl) = 53,49 г/моль (молярная масса хлорида аммония)
n(NH4Cl) = m(NH4Cl) / M(NH4Cl) = 20 г / 53,49 г/моль = 0,374 моль
Так как объемная доля выхода аммиака составляет 98%, то количество аммиака, полученного при реакции, можно определить по формуле:
n(NH3) = 0,98 * 2 * n(NH4Cl) = 0,98 * 2 * 0,374 моль = 0,733 моль
Для расчета объема аммиака необходимо использовать уравнение состояния идеального газа:
V = n * R * T / P
где V — объем газа, n — количество молей газа, R — универсальная газовая постоянная (8,31 Дж/(моль*К)), T — температура газа в кельвинах, P — давление газа в паскалях.
Нормальные условия (н. у.) определяются как температура 0 °C (273,15 К) и давление 101,325 кПа. Подставляя значения в уравнение, получаем:
V(NH3) = n(NH3) * R * T / P = 0,733 моль * 8,31 Дж/(моль*К) * 273,15 К / 101325 Па = 0,020 м3 (или 20 л)
Таким образом, объем аммиака (н. у.), который можно получить при нагревании 20 г хлорида аммония с избытком гидроксида кальция, составляет 20 л.
