Номер 1092, страница 173 - гдз по химии 11 класс сборник задач Хвалюк, Резяпкин

1092. При разложении какой соли — нитрата меди(II) или нитрата серебра(I), взятых в равных химических количествах, выделится больший объём газа, измеренный при одинаковых условиях? Ответ подтвердите расчётами.

Дано:

Химические количества нитрата меди(II) и нитрата серебра(I) равны.

$ν(\text{Cu(NO}_3)_2) = ν(\text{AgNO}_3) = n \text{ моль}$

Условия (температура и давление), при которых измеряется объем газа, одинаковы.

Найти:

Сравнить объемы выделившихся газов: $V(\text{газов из Cu(NO}_3)_2)$ и $V(\text{газов из AgNO}_3)$.

Решение:

Для решения задачи необходимо написать уравнения термического разложения обеих солей и сравнить количество вещества газообразных продуктов, образующихся из одинакового количества вещества исходных солей.

1. Уравнение реакции разложения нитрата меди(II):

$2\text{Cu(NO}_3)_2(тв) \xrightarrow{t} 2\text{CuO}(тв) + 4\text{NO}_2(г) \uparrow + \text{O}_2(г) \uparrow$

Из уравнения реакции следует, что при разложении $2 \text{ моль}$ нитрата меди(II) образуется $4 \text{ моль}$ диоксида азота и $1 \text{ моль}$ кислорода. Суммарное количество вещества газов составляет:

$ν_{газов\_1} = ν(\text{NO}_2) + ν(\text{O}_2) = 4 \text{ моль} + 1 \text{ моль} = 5 \text{ моль}$

Если исходное количество нитрата меди(II) равно $n \text{ моль}$, то количество вещества выделившихся газов будет:

$ν(\text{газов из Cu(NO}_3)_2) = \frac{n \cdot 5}{2} = 2.5n \text{ моль}$

2. Уравнение реакции разложения нитрата серебра(I):

$2\text{AgNO}_3(тв) \xrightarrow{t} 2\text{Ag}(тв) + 2\text{NO}_2(г) \uparrow + \text{O}_2(г) \uparrow$

Из уравнения реакции следует, что при разложении $2 \text{ моль}$ нитрата серебра(I) образуется $2 \text{ моль}$ диоксида азота и $1 \text{ моль}$ кислорода. Суммарное количество вещества газов составляет:

$ν_{газов\_2} = ν(\text{NO}_2) + ν(\text{O}_2) = 2 \text{ моль} + 1 \text{ моль} = 3 \text{ моль}$

Если исходное количество нитрата серебра(I) равно $n \text{ моль}$, то количество вещества выделившихся газов будет:

$ν(\text{газов из AgNO}_3) = \frac{n \cdot 3}{2} = 1.5n \text{ моль}$

3. Сравнение объемов газов.

Согласно закону Авогадро, объемы газов при одинаковых условиях (температуре и давлении) прямо пропорциональны их количествам вещества ($V = ν \cdot V_m$, где $V_m$ — молярный объем).

Сравним количества вещества газов, полученных в обеих реакциях:

$2.5n \text{ моль}$ (из $\text{Cu(NO}_3)_2$) $> 1.5n \text{ моль}$ (из $\text{AgNO}_3$)

Поскольку количество вещества газов, выделившихся при разложении нитрата меди(II), больше, то и объем этих газов будет больше.

Ответ:

При разложении нитрата меди(II) выделится больший объём газа.