Question

Какую массу азотной кислоты можно получить из 100 л аммиака, если практический выход продуктов на каждой стадии процесса равен 95%? Масса азотной кислоты в граммах, с точностью до целых, равна

Answer 1

Ответ:

241 г

Объяснение:

Синтез протекает по схеме:

NH₃  → NO →   NO₂ →  HNO₃

количество вещества аммиака n = 100 л /   22,4 л/ моль

количество вещества азотной кислоты теоретически = количество вещества аммиака

всего 3 стадии, на каждой выход 0, 95

Молярная масса кислота М = 63 г/моль

m(HNO₃) = (100  /   22,4 ) * 0,95 * 0,95 * 0,95 * 63 = 241 г

Answer 2

Для решения данной задачи, нужно сначала определить химическое уравнение реакции преобразования аммиака (NH3) в азотную кислоту (HNO3). Затем, на основе уравнения реакции, можно рассчитать мольные соотношения между аммиаком и азотной кислотой. Наконец, с учетом практического выхода продуктов (95%), можно рассчитать массу азотной кислоты.

Химическое уравнение реакции: 4 NH3 + 5 O2 → 4 NO + 6 H2O 2 NO + O2 → 2 HNO3

1 моль аммиака (NH3) соответствует 2 молям азотной кислоты (HNO3).

Шаги расчета:

1. Рассчитаем количество молей аммиака (NH3) в 100 л:

Объем идеального газа можно рассчитать, зная, что стандартные условия для объема газов - это 1 моль при нормальных условиях (0 °C и 1 атм): V(molar volume) = 22.4 л/моль

Количество молей аммиака (NH3) можно рассчитать по формуле: моли NH3 = V(NH3) / V(molar volume)

где V(NH3) = 100 л (заданный объем аммиака)

моли NH3 = 100 л / 22.4 л/моль ≈ 4.46 моль

2. Рассчитаем количество молей азотной кислоты (HNO3), которое можно получить:

Так как мольное соотношение между NH3 и HNO3 составляет 1:2: моли HNO3 = 2 * моли NH3 ≈ 2 * 4.46 моль ≈ 8.92 моль

3. Рассчитаем массу азотной кислоты (HNO3):

Масса азотной кислоты (HNO3) = мольная масса HNO3 * моли HNO3

Мольная масса HNO3 = 1 г/моль (масса атома H) + 14 г/моль (масса атома N) + 48 г/моль (масса атомов O) = 63 г/моль

Масса азотной кислоты (HNO3) = 63 г/моль * 8.92 моль ≈ 562.56 г

Однако, в условии дано, что практический выход продуктов на каждой стадии процесса составляет 95%. Поэтому окончательная масса азотной кислоты будет равна 95% от рассчитанной массы:

Масса азотной кислоты ≈ 562.56 г * 0.95 ≈ 534 г

Таким образом, масса азотной кислоты, полученной из 100 л аммиака с выходом продукта 95%, составит около 534 грамма.