500литров (н.у) аммиака сожгли в чистом кислороде. Определите объем образовавшегося азота, если выход продукта составляет 60%
Чтобы решить эту задачу, нам нужно рассмотреть реакцию сгорания аммиака (NH₃) в чистом кислороде (O₂). При этом образуются азот (N₂) и вода (H₂O). Уравнение реакции выглядит следующим образом:
\[ 4 \text{NH}_3 + 3 \text{O}_2 \rightarrow 2 \text{N}_2 + 6 \text{H}_2O \]
Давайте определим, сколько объема азота образуется в результате реакции.
Определяем количество аммиака: У нас есть 500 литров аммиака (н.у.). Для удобства будем использовать эквиваленты. 1 моль газа при нормальных условиях занимает 22,4 литра. Значит, количество ли затраченного аммиака составляет:
\[ n_{\text{NH}_3} = \frac{500\, \text{л}}{22,4\, \text{л/моль}} \approx 22,32\, \text{моль} \]
Находим, сколько азота образуется: Из уравнения реакции видно, что 4 моль NH₃ дают 2 моль N₂, то есть на 4 моль NH₃ образуется 2 моль N₂. Следовательно, для 22,32 моль NH₃ образуется:
\[ n_{\text{N}_2} = \frac{2}{4} \cdot n_{\text{NH}_3} = \frac{2}{4} \cdot 22,32 = 11,16\, \text{моль} \]
Определяем объем азота: Теперь найдём объем получившегося азота при нормальных условиях:
\[ V_{\text{N}_2} = n_{\text{N}_2} \cdot 22,4\, \text{л/моль} = 11,16\, \text{моль} \cdot 22,4\, \text{л/моль} \approx 249,5\, \text{л} \]
Учитываем выход продукта: Так как выход продукта составляет 60%, необходимо учесть это в расчете:
\[ V_{\text{N}_2\, \text{реальный}} = 249,5\, \text{л} \cdot 0,6 \approx 149,7\, \text{л} \]
Итак, объем образовавшегося азота при выходе 60% составит приблизительно 149,7 литров.
