Question

При горении аммиака без катализатора получаются азот и водяной пар, а в присутствии катализатора – оксид азота (II) и водяной пар. Определите состав смеси в % мас., полученной при сжигании 12 дм3 аммиака при н.у., если 35 % аммиака сгорело по первой реакции, а остальное – по второй.

Answer 1

Дано: объем аммиака V_NH3 = 12 дм³, доля сгоревшего аммиака по первой реакции x = 35%, доля сгоревшего аммиака по второй реакции y = 65%.

Найти: состав смеси в % масс., полученной при сжигании 12 дм³ аммиака при н.у.

Решение:
1. Рассмотрим мольные соотношения для обеих реакций:
   - Первая реакция: 4NH₃ + 3O₂ → 2N₂ + 6H₂O
   - Вторая реакция: 4NH₃ + 5O₂ → 4NO₂ + 6H₂O

2. Найдем мольные соотношения сгоревшего аммиака:
   - Первая реакция: x = 35% = 0.35 сгорело, следовательно, метанольных веществ NH₃ = 12 дм³ × 0.35 = 4.2 моль
   - Вторая реакция: y = 65% = 0.65 сгорело, следовательно, метанольных веществ NH₃ = 12 дм³ × 0.65 = 7.8 моль

3. Найдем количество образовавшихся продуктов:
   - По первой реакции: N₂ = 4.2 моль × 2 = 8.4 моль, H₂O = 4.2 моль × 6 = 25.2 моль
   - По второй реакции: NO₂ = 7.8 моль × 4 = 31.2 моль, H₂O = 7.8 моль × 6 = 46.8 моль

4. Найдем массу каждого продукта:
   - m(N₂) = 8.4 моль × 28 г/моль = 235.2 г
   - m(NO₂) = 31.2 моль × 46 г/моль = 1435.2 г
   - m(H₂O) = (25.2 + 46.8) моль × 18 г/моль = 1396.8 г

5. Найдем общую массу смеси:
   - m_общ = 235.2 г + 1435.2 г + 1396.8 г = 3067.2 г

6. Найдем долю каждого продукта в общей массе смеси:
   - Доля N₂ = (235.2 г / 3067.2 г) × 100%
   - Доля NO₂ = (1435.2 г / 3067.2 г) × 100%
   - Доля H₂O = (1396.8 г / 3067.2 г) × 100%

Ответ:
- Доля N₂ в смеси: ~7.7%
- Доля NO₂ в смеси: ~46.8%
- Доля H₂O в смеси: ~45.6%