Номер 1151, страница 181 - гдз по химии 11 класс сборник задач Хвалюк, Резяпкин

1151. Какая масса карбоната аммония может образоваться, если в почву внести 12,4 кг мочевины?

Дано:

Масса мочевины (карбамида) $m(\text{CO}(\text{NH}_2)_2) = 12,4 \text{ кг}$.

Найти:

Массу карбоната аммония $m((\text{NH}_4)_2\text{CO}_3)$ — ?

Решение:

При внесении в почву мочевина (карбамид) под действием почвенных микроорганизмов и содержащегося в них фермента уреазы гидролизуется водой с образованием карбоната аммония. Уравнение этой реакции выглядит следующим образом:

$\text{CO}(\text{NH}_2)_2 + 2\text{H}_2\text{O} \rightarrow (\text{NH}_4)_2\text{CO}_3$

Для нахождения массы продукта реакции проведем стехиометрические расчеты.

1. Рассчитаем молярные массы мочевины и карбоната аммония, используя относительные атомные массы элементов: $Ar(\text{C})=12$, $Ar(\text{O})=16$, $Ar(\text{N})=14$, $Ar(\text{H})=1$.

Молярная масса мочевины $\text{CO}(\text{NH}_2)_2$:

$M(\text{CO}(\text{NH}_2)_2) = 12 + 16 + 2 \cdot (14 + 2 \cdot 1) = 60 \text{ г/моль}$.

Молярная масса карбоната аммония $(\text{NH}_4)_2\text{CO}_3$:

$M((\text{NH}_4)_2\text{CO}_3) = 2 \cdot (14 + 4 \cdot 1) + 12 + 3 \cdot 16 = 2 \cdot 18 + 12 + 48 = 96 \text{ г/моль}$.

2. Из уравнения реакции следует, что 1 моль мочевины образует 1 моль карбоната аммония. Это означает, что 60 г мочевины дают 96 г карбоната аммония. Мы можем составить пропорцию для нахождения массы карбоната аммония ($x$), образующегося из 12,4 кг мочевины. Расчет можно вести в килограммах, так как соотношение масс будет таким же, как и соотношение их молярных масс.

Пропорция:

$\frac{m(\text{CO}(\text{NH}_2)_2)}{M(\text{CO}(\text{NH}_2)_2)} = \frac{m((\text{NH}_4)_2\text{CO}_3)}{M((\text{NH}_4)_2\text{CO}_3)}$

Подставим известные значения:

$\frac{12,4 \text{ кг}}{60} = \frac{x \text{ кг}}{96}$

Выразим и вычислим $x$:

$x = \frac{12,4 \text{ кг} \cdot 96}{60} = \frac{1190,4}{60} \text{ кг} = 19,84 \text{ кг}$.

Таким образом, из 12,4 кг мочевины теоретически может образоваться 19,84 кг карбоната аммония.

Ответ: может образоваться 19,84 кг карбоната аммония.