Вопрос школьника
Газ, полученный при разложении карбоната аммония массой 480 г окислили кислородом воздуха в присутствии катализатора. Какой объём воздуха при этом был затрачен?
Ответ от учителя
Для решения данной задачи необходимо использовать закон пропорций газов, который утверждает, что при одинаковых условиях температуры и давления, объемы газов, участвующих в химической реакции, пропорциональны их молярным количествам.
Сначала найдем количество газа, полученного при разложении карбоната аммония. Для этого необходимо разложить массу карбоната аммония на молярную массу этого соединения:
n = m/M = 480 г / 96 г/моль = 5 моль
Таким образом, при разложении карбоната аммония образуется 5 моль газа.
Затем необходимо определить, сколько кислорода из воздуха было затрачено на окисление этого газа. Для этого необходимо знать, какой газ образуется при разложении карбоната аммония. Карбонат аммония разлагается на углекислый газ и аммиак:
(NH4)2CO3 → 2NH3 + CO2 + H2O
Таким образом, при разложении карбоната аммония образуется углекислый газ (CO2) и аммиак (NH3). При окислении аммиака кислородом образуется азот и вода:
4NH3 + 3O2 → 2N2 + 6H2O
Таким образом, для окисления 5 моль аммиака необходимо 3,75 моль кислорода (так как коэффициент пропорциональности между аммиаком и кислородом равен 4/3).
Теперь можно определить объем кислорода, затраченного на окисление аммиака. Для этого необходимо знать, что при стандартных условиях (температура 0°C и давление 1 атм) 1 моль газа занимает объем 22,4 литра. Таким образом, для окисления 3,75 моль кислорода необходимо затратить объем:
V = n * Vm = 3,75 моль * 22,4 л/моль = 84 литра
Таким образом, для окисления газа, полученного при разложении карбоната аммония массой 480 г, было затрачено 84 литра кислорода из воздуха.
