Для решения этой задачи необходимо рассмотреть реакцию каталитического окисления аммиака. Реакция происходит по следующему уравнению:
[ 4 \text{NH}_3 + 3 \text{O}_2 \rightarrow 2 \text{N}_2 + 6 \text{H}_2\text{O} + 2 \text{NO} ]
В данном уравнении видно, что 4 молекулы аммиака ((\text{NH}_3)) реагируют с 3 молекулами кислорода ((\text{O}_2)), образуя 2 молекулы оксида азота ((\text{NO})).
Исходя из этого уравнения, мы можем установить соотношение между объемами реагентов и продуктов при нормальных условиях (н.у.), где объемы газов пропорциональны их молекулярному количеству.
Сначала определим, сколько кислорода необходимо для окисления 10 дм³ аммиака:
- Согласно уравнению, необходимо 3 моль ( \text{O}_2 ) на 4 моль ( \text{NH}_3 ).
- Это значит, что на 10 дм³ ( \text{NH}_3 ) потребуется:
[
\text{Объем } O_2 = \left( \frac{3 , \text{моль } O_2}{4 , \text{моль } NH_3} \right) \cdot 10 , \text{дм}^3 = 7.5 , \text{дм}^3
]
Теперь мы знаем, что для полного окисления 10 дм³ аммиака потребуется 7.5 дм³ кислорода.
Теперь, согласно уравнению, мы можем определить, сколько оксида азота (I) (( \text{NO} )) будет образовано из 10 дм³ ( \text{NH}_3 ):
- Из 4 молей ( \text{NH}_3 ) образуется 2 моля ( \text{NO} ).
- Это значит, что для 10 дм³ ( \text{NH}_3 ):
[
\text{Объем } NO = \left( \frac{2 , \text{моль } NO}{4 , \text{моль } NH_3} \right) \cdot 10 , \text{дм}^3 = 5 , \text{дм}^3
]
Таким образом, при каталитическом окислении 10 дм³ аммиака получится 5 дм³ оксида азота (I).
