Номер 4.36, страница 64, часть II - гдз по химии 8-9 класс задачник с помощником Гара, Габрусева

4.36. Чистый азот можно получить, пропуская смесь оксида азота(II) и аммиака над платиновым катализатором. Составьте химическое уравнение этой реакции и вычислите объем азота (н. у.), выделившегося при вступлении в реакцию 5,6 л оксида азота(II).

Дано:

$V(NO) = 5,6 \text{ л}$

Условия: н. у. (нормальные условия)

Найти:

Химическое уравнение реакции - ?

$V(N_2)$ - ?

Решение:

1. Составим химическое уравнение реакции. Взаимодействие оксида азота(II) ($NO$) с аммиаком ($NH_3$) на платиновом катализаторе является окислительно-восстановительной реакцией, в результате которой образуются чистый азот ($N_2$) и вода ($H_2O$).

В этой реакции азот, находящийся в разных степенях окисления ($N^{+2}$ в $NO$ и $N^{-3}$ в $NH_3$), переходит в одну степень окисления $N^0$ в $N_2$. Это реакция сопропорционирования. Уравняем её методом электронного баланса:

$N^{+2} + 2e^- \rightarrow N^0$ | $\times 3$ (восстановитель, окисляется)

$N^{-3} - 3e^- \rightarrow N^0$ | $\times 2$ (окислитель, восстанавливается)

Суммируя полуреакции, получаем коэффициенты для азотсодержащих веществ. Уравнение с учётом коэффициентов для всех веществ выглядит следующим образом:

$6NO + 4NH_3 \xrightarrow{Pt} 5N_2 + 6H_2O$

2. Вычислим объем азота ($N_2$), который выделился при вступлении в реакцию 5,6 л оксида азота(II).

Так как и оксид азота(II), и азот являются газами, а условия нормальные, то по закону объемных отношений Гей-Люссака, их объемы соотносятся как стехиометрические коэффициенты в уравнении реакции.

Из уравнения реакции следует, что из 6 объемов $NO$ образуется 5 объемов $N_2$.

Составим пропорцию:

$\frac{V(NO)}{6} = \frac{V(N_2)}{5}$

Подставим известное значение $V(NO)$ и выразим $V(N_2)$:

$V(N_2) = \frac{5 \times V(NO)}{6} = \frac{5 \times 5,6 \text{ л}}{6} = \frac{28 \text{ л}}{6} \approx 4,67 \text{ л}$

Ответ:

Химическое уравнение реакции: $6NO + 4NH_3 \xrightarrow{Pt} 5N_2 + 6H_2O$. Объем выделившегося азота составляет 4,67 л.