Дано:
1. Масса аммиачной селитры = 2,88 кг.
2. Формула аммиачной селитры = NH4NO3.
Найти: массу мочевины (NH2CONH2), содержащей столько же азота, сколько в аммиачной селитре.
Решение:
1. Рассчитаем молекулярную массу аммиачной селитры:
Азот (N): 14 г/моль × 2 = 28 г/моль.
Водород (H): 1 г/моль × 4 = 4 г/моль.
Кислород (O): 16 г/моль × 3 = 48 г/моль.
ММ(NH4NO3) = 28 + 4 + 48 = 80 г/моль.
2. Найдем количество азота в 2,88 кг аммиачной селитры:
Переведем массу в граммы:
2,88 кг = 2880 г.
Количество моль аммиачной селитры:
n(NH4NO3) = масса / ММ = 2880 г / 80 г/моль = 36 моль.
Теперь найдем массу азота в этой массе аммиачной селитры:
Каждый моль аммиачной селитры содержит 1 моль азота (из формулы NH4NO3).
Таким образом, общее количество азота:
n(N) = n(NH4NO3) = 36 моль.
Масса азота:
Масса(N) = n(N) × ММ(N) = 36 моль × 14 г/моль = 504 г.
3. Рассчитаем молекулярную массу мочевины:
Азот (N): 14 г/моль × 2 = 28 г/моль.
Углерод (C): 12 г/моль = 12 г/моль.
Кислород (O): 16 г/моль = 16 г/моль.
Водород (H): 1 г/моль × 4 = 4 г/моль.
ММ(NH2CONH2) = 28 + 12 + 16 + 4 = 60 г/моль.
4. Определим, сколько моль мочевины нужно для получения 504 г азота:
В 1 моль мочевины также содержится 2 моль азота, значит:
Количество моль мочевины для 504 г азота:
n(NH2CONH2) = масса(N) / (масса(N) в 1 моль мочевины)
Всего азота в 1 моль мочевины: 28 г.
Общее количество моль мочевины:
n(NH2CONH2) = 504 г / 28 г = 18 моль.
5. Теперь найдём массу мочевины:
Масса мочевины = n(NH2CONH2) × ММ(NH2CONH2) = 18 моль × 60 г/моль = 1080 г = 1,08 кг.
Ответ: Для содержания такого же количества азота, как в 2,88 кг аммиачной селитры, необходимо 1,08 кг мочевины.