Задача: определить суммарное количество вещества кислорода, расходуемого на всех этапах превращения NH3 в NO → NO2 → HNO3, если дано 20 м^3 аммиака (газ при н.у.).
- Расход O2 на каждом этапе
- Этап 1: NH3 → NO Баланс: 4 NH3 + 5 O2 → 4 NO + 6 H2O На 1 мол NH3 приходится 5/4 мол O2 = 1.25 мол O2.
- Этап 2: NO → NO2 Баланс: 2 NO + O2 → 2 NO2 На 1 мол NO приходится 1/2 мол O2 = 0.5 мол O2.
- Этап 3: NO2 → HNO3 Баланс: 3 NO2 + H2O → 2 HNO3 + NO O2 здесь не задействуется. Поэтому расход O2 на этом этапе 0.
Итого на 1 мол NH3 расход O2: 1.25 + 0.5 = 1.75 мол O2.
Общее количество NH3 в 20 м^3 при нормальных условиях Молярный объем при н.у. V_m = 22.4 л/моль = 0.0224 м^3/моль. n(NH3) = V / V_m = 20 м^3 / 0.0224 м^3/моль ≈ 892.857 моль.
Общее количество O2 n(O2) = n(NH3) × 1.75 ≈ 892.857 × 1.75 ≈ 1562.5 моль.
Ответ: примерно 1.56×10^3 моль кислорода (O2).
Дополнительно: суммарный расход объёма O2 будет 35 м^3 (при н.у. 35 m^3 / 0.0224 м^3/моль ≈ 1562.5 моль).