В емкости объемом 10 л вступили в реакцию 336 г азота и 70 г хлора. Сколько времени потребуется, чтобы масса азота в емкости уменьшилась до 224 г, если скорость реакции составляет 0,6 моль/(л×мин)?

Химия 11 класс Кинетика химических реакций химия 11 класс реакция азота и хлора скорость реакции расчет времени химические реакции объем емкости масса реагентов Новый

Для решения этой задачи нам нужно сначала определить, сколько моль азота и хлора у нас есть, а затем рассчитать, сколько времени потребуется для уменьшения массы азота до 224 г.

Шаг 1: Найдем количество моль азота и хлора.

• Молярная масса азота (N2) составляет примерно 28 г/моль.
• Молярная масса хлора (Cl2) составляет примерно 71 г/моль.

Теперь можем рассчитать количество моль каждого вещества:

• Количество моль азота: 336 г / 28 г/моль = 12 моль.
• Количество моль хлора: 70 г / 71 г/моль ≈ 0,986 моль.

Шаг 2: Определим, какое вещество является лимитирующим.

Согласно уравнению реакции между азотом и хлором, 1 моль N2 реагирует с 3 моль Cl2. Проверим, сколько моль Cl2 потребуется для реакции с 12 моль N2:

• 12 моль N2 * 3 моль Cl2/моль N2 = 36 моль Cl2.

Поскольку у нас только 0,986 моль Cl2, то хлор является лимитирующим реагентом.

Шаг 3: Найдем, сколько моль азота останется после реакции.

Теперь определим, сколько моль азота будет реагировать с 0,986 моль Cl2:

• 0,986 моль Cl2 * (1 моль N2 / 3 моль Cl2) = 0,3287 моль N2.

Теперь найдем, сколько моль азота останется:

• 12 моль N2 - 0,3287 моль N2 = 11,6713 моль N2.

Шаг 4: Переведем оставшуюся массу азота в граммы.

• 11,6713 моль N2 * 28 г/моль = 326,8 г.

Шаг 5: Найдем, сколько массы азота нужно убрать, чтобы осталась 224 г.

• 326,8 г - 224 г = 102,8 г.

Шаг 6: Определим, сколько моль азота нужно убрать.

• 102,8 г / 28 г/моль = 3,6714 моль N2.

Шаг 7: Определим скорость реакции и время.

Скорость реакции составляет 0,6 моль/(л×мин). Поскольку объем емкости 10 л, то скорость реакции в моль/мин будет:

• 0,6 моль/(л×мин) * 10 л = 6 моль/мин.

Теперь можем найти время, необходимое для удаления 3,6714 моль азота:

• Время = количество моль / скорость = 3,6714 моль / 6 моль/мин ≈ 0,6119 мин.

Ответ: Время, необходимое для уменьшения массы азота до 224 г, составляет примерно 0,61 минуты.