Кальций массой 7,20 г полностью прореагировал с азотом объёмом (н. у.) 1,344 дм3 с образованием нового вещества. Установите его формулу.
от

1 Ответ

Дано:
- Масса кальция (Ca) = 7,20 г
- Объем азота (N2) = 1,344 дм3 (при н.у.)

Найти:
- Формулу нового вещества, образующегося при реакции кальция с азотом.

Решение:

1. Определим количество молей кальция (Ca):

Молярная масса кальция (Ca) ≈ 40,08 г/моль.

Количество молей кальция (n_Ca) = масса / молярная масса = 7,20 г / 40,08 г/моль ≈ 0,179 моль.

2. Определим количество молей азота (N2):

При нормальных условиях 1 моль газа занимает объем 22,4 дм3.

Количество молей азота (n_N2) = объем / объем одного моля = 1,344 дм3 / 22,4 дм3/моль ≈ 0,06 моль.

3. Установим уравнение реакции между кальцием и азотом:

Ca + N2 → Ca3N2

Из уравнения видно, что для образования нитрида кальция (Ca3N2) нам необходимо 3 моль кальция для 1 моля азота. Таким образом, необходимо соотношение:

3 моль Ca : 1 моль N2

4. Рассчитаем, сколько моль кальция нужно для имеющегося количества азота:

Для 0,06 моль N2 потребуется: 0,06 моль * 3 = 0,18 моль Ca.

5. Сравним количество доступного кальция с требуемым:

- У нас есть только 0,179 моль Ca, а требуется 0,18 моль.
- Азот является лимитирующим реагентом, так как его молей меньше в соответствии с установленным соотношением.

6. Следовательно, новый продукт будет образован по формуле:

Ca3N2, где кальций полностью соединяется с азотом по реакции.

Ответ:
Формула нового вещества, образующегося при реакции кальция с азотом, - Ca3N2 (нитрид кальция).
от