Задача 1: Какой объем водорода выделится при реакции 2.7 г алюминия с соляной кислотой?

Дано:

• Масса алюминия (Al) = 2.7 г
• Молярная масса алюминия = 27 г/моль

Решение:

1. Сначала найдем количество молей алюминия:
• Количество молей Al = масса Al / молярная масса Al = 2.7 г / 27 г/моль = 0.1 моль
2. Реакция между алюминием и соляной кислотой (HCl) выглядит так:
• 2Al + 6HCl → 2AlCl3 + 3H2
3. Из уравнения видно, что 2 моль Al дают 3 моль H2. Значит, 0.1 моль Al даст:
• Количество H2 = (3/2) * 0.1 моль = 0.15 моль
4. Теперь найдем объем водорода при нормальных условиях (1 моль газа занимает 22.4 л):
• Объем H2 = 0.15 моль * 22.4 л/моль = 3.36 л

Ответ: Объем водорода, выделившегося при реакции, составляет 3.36 литра.

Задача 2: Какой объем водорода нужен для получения 1 кубического метра аммиака?

Дано:

• Объем аммиака (NH3) = 1 м³ = 1000 л

Решение:

1. Реакция синтеза аммиака из водорода и азота выглядит так:
• N2 + 3H2 → 2NH3
2. Из уравнения видно, что 2 моль NH3 образуются из 3 моль H2. Значит, для 1 м³ NH3 необходимо:
• Объем H2 = (3/2) * 1000 л = 1500 л

Ответ: Для получения 1 кубического метра аммиака требуется 1500 литров водорода.

Задача 3: Вычислите массу нитрата натрия, который образуется при реакции 630 кг раствора с 50% азотной кислотой и 170 кг раствора с 40% гидроксидом натрия.

Дано:

• Масса раствора HNO3 = 630 кг, содержание HNO3 = 50%
• Масса раствора NaOH = 170 кг, содержание NaOH = 40%

Решение:

1. Сначала найдем массу азотной кислоты:
• Масса HNO3 = 630 кг * 0.5 = 315 кг
2. Теперь найдем массу гидроксида натрия:
• Масса NaOH = 170 кг * 0.4 = 68 кг
3. Реакция между HNO3 и NaOH:
• HNO3 + NaOH → NaNO3 + H2O
4. Из уравнения видно, что 1 моль HNO3 реагирует с 1 моль NaOH и образует 1 моль NaNO3.
5. Теперь найдем количество моль HNO3 и NaOH:
• Молярная масса HNO3 = 63 г/моль
• Молярная масса NaOH = 40 г/моль
• Количество моль HNO3 = 315000 г / 63 г/моль = 5000 моль
• Количество моль NaOH = 68000 г / 40 г/моль = 1700 моль
6. Ограничивающим реагентом является NaOH (1700 моль), значит, образуется 1700 моль NaNO3.
7. Молярная масса NaNO3 = 85 г/моль, следовательно, масса NaNO3:
• Масса NaNO3 = 1700 моль * 85 г/моль = 144500 г = 144.5 кг

Ответ: Масса нитрата натрия, образующегося в реакции, составляет 144.5 кг.

Задача 4: Сколько литров воздуха потребуется для сжигания 10 кг угля (С) с 1% негорючих примесей, если содержание кислорода в воздухе 21%?

Дано:

• Масса угля (С) = 10 кг, содержание негорючих примесей = 1%

Решение:

1. Сначала найдем массу чистого угля:
• Масса чистого угля = 10 кг * (1 - 0.01) = 9.9 кг
2. Реакция сжигания угля:
• C + O2 → CO2
3. Для сжигания 1 моль угля требуется 1 моль кислорода. Молярная масса угля (C) = 12 г/моль:
• Количество моль угля = 9900 г / 12 г/моль = 825 моль
• Количество кислорода, необходимого для сжигания = 825 моль (так как 1 моль C требует 1 моль O2)
4. Объем кислорода при нормальных условиях:
• Объем O2 = 825 моль * 22.4 л/моль = 18480 л
5. Так как воздух содержит 21% кислорода, то объем воздуха:
• Объем воздуха = 18480 л / 0.21 = 87857.14 л

Ответ: Для сжигания 10 кг угля потребуется примерно 87857.14 литров воздуха.