Помогите пожалуйста решить задачу по химии!!!!!!
Каков суммарный расход объёма кислорода на всех этапах производства азотной кислоты
NH3 → NO → NO2 → HNO3,
если израсходовано 20 м3 аммиака? Объёмы газов даны при н. у.
Рассчитайте суммарное количество вещества кислорода.
Для решения этой задачи нам необходимо рассмотреть каждый этап производства азотной кислоты и рассчитать объём кислорода, требующийся на каждом этапе.
1. Производство NO по реакции NH3 → NO
Согласно уравнению реакции:
4 NH3 + 5 O2 → 4 NO + 6 H2O
Из уравнения видно, что для образования 4 молекул NO требуется 5 молекул кислорода. Поэтому расход кислорода на этом этапе будет составлять 25 м3 (20 м3 NH3 уходит на образование 20 м3 NO, и для этого необходимо 25 м3 кислорода).
2. Производство NO2 по реакции 3NO + O2 → 2NO2
Согласно уравнению реакции:
3 NO + O2 → 2 NO2
Для образования 2 молекул NO2 требуется 1 молекула кислорода. Поэтому расход кислорода на этом этапе также будет составлять 25 м3.
3. Производство HNO3 по реакции 2NO2 + H2O → HNO3 + HNO2
Согласно уравнению реакции:
2 NO2 + H2O → HNO3 + HNO2
Для образования 1 молекулы HNO3 требуется 1 молекула кислорода. Поэтому расход кислорода на этом этапе составляет 10 м3.
Итак, суммарный расход кислорода на всех этапах производства азотной кислоты составит 25 + 25 + 10 = 60 м3.
Теперь рассчитаем суммарное количество вещества кислорода. Для этого необходимо использовать уравнение состояния идеального газа:
PV = nRT
где P - давление, V - объем, n - количество вещества (в молях), R - универсальная газовая постоянная, T - температура.
Учитывая, что условия проведения процесса заданы при н. у. (нормальных условиях, которые определяются давлением 1 атм и температурой 273 К), мы можем рассчитать количество вещества кислорода в молях:
n = PV/RT = (60 м3 * 1 атм) / (0.0821 м3*атм/(моль*К) * 273 К) ≈ 2.4 моль
Таким образом, суммарное количество вещества кислорода, израсходованного на всех этапах производства азотной кислоты при использовании 20 м3 аммиака, составляет примерно 2.4 моля.