Для решения этой задачи, нам необходимо использовать стехиометрические соотношения между реагентами и продуктами химической реакции.
В данном случае мы имеем уравнение реакции:
3C + Si -> SiC + 2C
Из уравнения видно, что 3 моль углерода реагируют с 1 молью кремния для получения 1 моль карбида алюминия и 2 моль углерода.
Шаг 1: Вначале, вычислим мольную массу угля (C):
Мольная масса угля (C) = молярная масса атомарного углерода = 12 г/моль
Масса угля (C) = 600 г
Количество молей угля (C) = Масса угля (C) / Мольная масса угля (C)
Количество молей угля (C) = 600 г / 12 г/моль = 50 моль
Шаг 2: Зная, что стехиометрическое соотношение между углеродом (C) и кремнием (Si) равно 3:1, мы можем вычислить количество молей кремния (Si), которое необходимо для реакции:
Количество молей кремния (Si) = (Количество молей угля (C)) / 3
Количество молей кремния (Si) = 50 моль / 3 ≈ 16.67 моль
Шаг 3: Теперь, чтобы найти массу карбида алюминия, мы должны вычислить количество молей карбида алюминия (Al4C3), используя стехиометрическое соотношение между углеродом (C) и карбидом алюминия (Al4C3), которое равно 3:1:
Количество молей карбида алюминия (Al4C3) = (Количество молей угля (C)) / 3
Количество молей карбида алюминия (Al4C3) = 50 моль / 3 ≈ 16.67 моль
Шаг 4: Наконец, мы можем вычислить массу карбида алюминия (Al4C3), используя мольную массу карбида алюминия:
Мольная масса карбида алюминия (Al4C3) = (мольная масса атомарного алюминия × 4) + (мольная масса атомарного углерода × 3)
Мольная масса карбида алюминия (Al4C3) = (27 г/моль × 4) + (12 г/моль × 3) = 108 г/моль + 36 г/моль = 144 г/моль
Масса карбида алюминия (Al4C3) = Количество молей карбида алюминия (Al4C3) × Мольная масса карбида алюминия (Al4C3)
Масса карбида алюминия (Al4C3) = 16.67 моль × 144 г/моль ≈ 2400 г
Таким образом, ожидаемая масса карбида алюминия, которая может быть получена из 600 г углерода, составляет около 2400 г.
