Вычислите объем азота (н. у.), который образуется при полном сгорании 20 л аммиака (NH3) в избытке кислорода. Ответ укажите в литрах с точностью до целых.
Чтобы решить данную задачу, нам необходимо сначала записать уравнение реакции полного сгорания аммиака (NH₃) в кислороде (O₂). В результате сгорания образуется азот (N₂) и вода (H₂O).
Шаг 1: Написание уравнения реакции
Полное сгорание аммиака можно описать следующим уравнением:
\[ 4 \text{NH}_3 + 3 \text{O}_2 \rightarrow 2 \text{N}_2 + 6 \text{H}_2O \]
Шаг 2: Изучение стехиометрии реакции
Теперь мы можем проанализировать стехиометрию данной реакции. Из уравнения видно, что на 4 молекулы аммиака (NH₃) образуется 2 молекулы азота (N₂).
Следовательно, можем записать:
- 4 моль NH₃ → 2 моль N₂
Это значит, что из 4 моль NH₃ получится 2 моль N₂, или наоборот, из 2 моль NH₃ получится 1 моль N₂.
Шаг 3: Применение законов газов
В условиях нормальных условий (н. у.), объемы газов соотносятся с их количествами по стехиометрическим коэффициентам. То есть, если у нас есть 20 л NH₃, мы можем найти объем N₂.
По уравнению:
- 4 части NH₃ образуют 2 части N₂.
- Соответственно, 20 л NH₃ образует объем N₂:
\[ \frac{2 \text{ л N}_2}{4 \text{ л NH}_3} = \frac{x \text{ л N}_2}{20 \text{ л NH}_3} \]
Шаг 4: Решение пропорции
Теперь решим уравнение:
\[ x = \frac{2 \text{ л N}_2}{4} \times 20 = 10 \text{ л N}_2 \]
Ответ
Таким образом, при полном сгорании 20 л аммиака (NH₃) в избытке кислорода образуется 10 литров азота (N₂).
