Химия
8 класс
Вопрос
В контактный аппарат ввели смесь газов, содержащую 11,76 % NH3, 17,65 % O2 и 70,59 % N2 (по объему).
Вычислите состав (в процентах по массе) газов, выходящих из контактного аппарата, если окисление NH3 до NO происходит с выходом 95 %, а остатки аммиака окисляются до свободного азота.
Ответ
В контактном аппарате происходят реакции
4NH3+5O2=4NO+6H2O,
4NH3+3O2=2N2+6H2O
или
NH3+1,25O2=NO+1,5H2O,
NH3+0,75O2=0,5N2+1,5H2O.
Если принять, что 11,76 % NH3 (по объему) в исходу смеси соответствуют 1 молю, то мольные количества других газов в исходной смеси составят: (NULL,65:11,76)=1,5 моля O2 и (NULL,59:11,76)=6 молей N2. По условию задачи на 95% окисляется до NO и на 5 % - до N2, поэтому пощ пропускания смеси через контактный аппарат в газовой смеси будет содержаться 1⋅0,95=0,95 моля NO; 0,5⋅0,05=0,025моляN2, к которым добавятся 6 молей N2 воздуха т. е. всего 6,025 моля N2; 1,5⋅0,95+1,5⋅0,05=1,5моляH2O (пар) и 1,5−(NULL,25⋅0,95+0,75⋅0,05)=0,275моляO2.
Соответственно массы этих газов равны: 0,95⋅30=28,5 г NO (M=30); 6,025⋅28=168,7гN2 (M=28); 1,5⋅18=27гH2O (M=18) и 0,275⋅32=8,8гO2. Общая масса газовой смеси составляет 233 г.
Таким образом, процентное (по массе) содержание газов в смеси после окисления:
NO: 28,5⋅100233=12,23 %,
N2: 168,7⋅100233=72,40 %,
H2O: 27⋅100233=11,59 %,
O2: 8,8⋅100233=3,78 %.