Газ, полученный при разложении карбоната аммония массой 480 г, окислили кислородом воздуха с использованием катализатора. Какой объём воздуха был затрачен в этом процессе?

Химия 10 класс Химические реакции и их расчеты газ разложение карбонат аммония масса Окисление кислород воздух катализатор объём Химия 10 класс Новый

Для решения этой задачи начнем с разложения карбоната аммония (NH4)2CO3. При разложении карбоната аммония образуются аммиак (NH3), углекислый газ (CO2) и вода (H2O). Уравнение реакции можно записать следующим образом:

(NH4)2CO3 → 2 NH3 + CO2 + H2O

Теперь определим, сколько моль карбоната аммония содержится в 480 г. Для этого найдем молярную массу (Mr) карбоната аммония:

• Масса атома азота (N) = 14 г/моль
• Масса атома водорода (H) = 1 г/моль
• Масса атома углерода (C) = 12 г/моль
• Масса атома кислорода (O) = 16 г/моль

Теперь посчитаем молярную массу (Mr) карбоната аммония:

Mr = 2*(14) + 8*(1) + 12 + 3*(16) = 28 + 8 + 12 + 48 = 96 г/моль

Теперь найдем количество моль карбоната аммония в 480 г:

Количество моль = масса / молярная масса = 480 г / 96 г/моль = 5 моль

Теперь посмотрим на уравнение реакции. Из 1 моль карбоната аммония образуется:

• 2 моль аммиака (NH3)
• 1 моль углекислого газа (CO2)
• 1 моль воды (H2O)

Итак, из 5 моль карбоната аммония получим:

• 10 моль аммиака (NH3)
• 5 моль углекислого газа (CO2)
• 5 моль воды (H2O)

Теперь, чтобы сжечь аммиак (NH3) в кислороде (O2), необходимо учитывать уравнение реакции с кислородом:

4 NH3 + 3 O2 → 2 N2 + 6 H2O

Из уравнения видно, что на 4 моль аммиака требуется 3 моль кислорода. Теперь найдем, сколько кислорода необходимо для 10 моль аммиака:

Количество кислорода = (10 моль NH3) * (3 моль O2 / 4 моль NH3) = 7.5 моль O2

Кислород в воздухе составляет примерно 21% от общего объема. Таким образом, чтобы найти объем воздуха, который содержит 7.5 моль кислорода, нужно использовать закон Бойля-Мариотта, который связывает количество вещества с объемом:

Объем воздуха = количество кислорода / процент кислорода в воздухе = 7.5 моль / 0.21 ≈ 35.71 моль

При нормальных условиях (0°C и 1 атм) 1 моль газа занимает 22.4 литра. Таким образом, общий объем воздуха составит:

Объем воздуха = 35.71 моль * 22.4 л/моль ≈ 800 л

Ответ: Объем воздуха, затраченный в процессе окисления, составляет приблизительно 800 литров.