Номер 4, страница 168 - гдз по химии 9 класс учебник Шиманович, Василевская

4. Вычислите химическое количество и массу нитрата аммония, который следует внести на площадь в 100 га, если масса азота, внесенного на площадь 1 га, должна составлять 60 кг.

Дано:

Площадь $S_{общ} = 100$ га

Масса азота, вносимого на 1 га ($m_{N/га}$) = 60 кг

Удобрение - нитрат аммония ($NH_4NO_3$)

$S_{общ} = 100 \text{ га} = 100 \cdot 10^4 \text{ м}^2 = 10^6 \text{ м}^2$

$m_{N/га} = 60 \text{ кг}$. Килограмм (кг) является основной единицей массы в системе СИ.

Найти:

Химическое количество нитрата аммония $n(NH_4NO_3)$ - ?

Массу нитрата аммония $m(NH_4NO_3)$ - ?

Решение:

1. Рассчитаем общую массу азота ($\text{N}$), которую необходимо внести на всю площадь в 100 га. Для этого умножим норму внесения на 1 га на общую площадь:

$m_{общ}(N) = m_{N/га} \cdot S_{общ} = 60 \text{ кг/га} \cdot 100 \text{ га} = 6000 \text{ кг}$

2. Определим молярную массу нитрата аммония ($NH_4NO_3$). Используем относительные атомные массы элементов из периодической таблицы: $Ar(N) \approx 14$, $Ar(H) \approx 1$, $Ar(O) \approx 16$.

$M(NH_4NO_3) = Ar(N) + 4 \cdot Ar(H) + Ar(N) + 3 \cdot Ar(O) = 14 + 4 \cdot 1 + 14 + 3 \cdot 16 = 80 \text{ г/моль}$

Для удобства дальнейших расчетов переведем молярную массу в кг/моль: $M(NH_4NO_3) = 0.08 \text{ кг/моль}$.

3. Вычислим массовую долю азота ($\omega(N)$) в нитрате аммония. В одной формульной единице $NH_4NO_3$ содержатся два атома азота.

$\omega(N) = \frac{2 \cdot Ar(N)}{M(NH_4NO_3)} = \frac{2 \cdot 14}{80} = \frac{28}{80} = 0.35$

4. Зная общую массу необходимого азота (6000 кг) и его массовую долю в удобрении (0.35), найдем требуемую массу нитрата аммония:

$m(NH_4NO_3) = \frac{m_{общ}(N)}{\omega(N)} = \frac{6000 \text{ кг}}{0.35} \approx 17142.86 \text{ кг}$

5. Наконец, вычислим химическое количество (количество вещества) нитрата аммония по формуле $n = m/M$:

$n(NH_4NO_3) = \frac{m(NH_4NO_3)}{M(NH_4NO_3)} = \frac{17142.86 \text{ кг}}{0.08 \text{ кг/моль}} \approx 214285.7 \text{ моль}$

Полученное значение можно выразить в киломолях для удобства: $214.2857 \text{ кмоль} \approx 214.3 \text{ кмоль}$.

Ответ:

Масса нитрата аммония: $m(NH_4NO_3) \approx 17143$ кг (или $17.143$ т).

Химическое количество нитрата аммония: $n(NH_4NO_3) \approx 214.3$ кмоль (или $214286$ моль).