Номер 2, страница 34 - гдз по химии 9 класс учебник Еремин, Кузьменко

2. При реакции аммиака с кислородом в присутствии катализатора образуются оксид азота(II) и вода. Рассчитайте, какой объём кислорода необходим для окисления 100 $м^3$ аммиака. Какой объём оксида азота(II) при этом образуется?

Дано:

$V(NH_3) = 100 \text{ м}^3$

Единица измерения объема (м³) соответствует системе СИ, поэтому перевод не требуется.

Найти:

$V(O_2) - ?$

$V(NO) - ?$

Решение:

1. Сначала запишем и уравняем химическое уравнение реакции каталитического окисления аммиака кислородом. Продуктами реакции являются оксид азота(II) и вода.

$4NH_3 + 5O_2 \xrightarrow{катализатор} 4NO + 6H_2O$

2. Так как в реакции участвуют газы, для решения задачи можно применить закон объемных отношений Гей-Люссака. Он гласит, что при одинаковых условиях (температура и давление) объемы реагирующих и образующихся газов относятся друг к другу как их стехиометрические коэффициенты в уравнении реакции.

Из уравнения реакции следует, что соотношение объемов газообразных веществ (аммиака, кислорода и оксида азота(II)) составляет:

$V(NH_3) : V(O_2) : V(NO) = 4 : 5 : 4$

На основе этого соотношения проведем дальнейшие расчеты.

Расчет объема кислорода, необходимого для окисления 100 м³ аммиака

Составим пропорцию для объемов аммиака и кислорода:

$\frac{V(NH_3)}{V(O_2)} = \frac{4}{5}$

Выразим из этой пропорции объем кислорода ($V(O_2)$):

$V(O_2) = V(NH_3) \cdot \frac{5}{4}$

Подставим известное значение объема аммиака:

$V(O_2) = 100 \text{ м}^3 \cdot \frac{5}{4} = 125 \text{ м}^3$

Ответ: для окисления 100 м³ аммиака необходимо 125 м³ кислорода.

Расчет объема оксида азота(II), который при этом образуется

Составим пропорцию для объемов аммиака и оксида азота(II):

$\frac{V(NH_3)}{V(NO)} = \frac{4}{4} = 1$

Из этой пропорции следует, что объем образующегося оксида азота(II) равен объему вступившего в реакцию аммиака:

$V(NO) = V(NH_3) = 100 \text{ м}^3$

Ответ: при этом образуется 100 м³ оксида азота(II).