Задача по химии Водород, выделяющийся при получении ацетилена пиролизом метана используют для синтеза аммиака, который затем идёт на производство ценного удобрения нитрата аммония. Какой объём ацетилена в м3 был получен если из образовавшегося водорода получили 40 кг аммиачной селитры?

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

Дано:
Масса аммиачной селитры (NH4NO3) = 40 кг

Найдем количество водорода, который требуется для получения 40 кг аммиачной селитры:
Молярная масса NH4NO3 = 14 (N) + 4(1) + 14 (N) + 3(16) = 80 г/моль

Масса 40 кг = 40 000 г
Количество молей NH4NO3 = масса / молярная масса = 40 000 г / 80 г/моль = 500 моль

Так как из 3 молей водорода и одной моли азота получаются 2 моли аммиака, то количество молей водорода равно половине количества молей NH4NO3.
Количество молей водорода = 500 моль / 2 = 250 моль

Теперь найдем объем ацетилена, который был получен в результате пиролиза метана и можно использовать для получения данным количеством водорода:
Согласно реакции CH4 -> 2 Н2 + С, 1 моль метана дает 2 моль водорода. Соответственно 250 молей водорода были получены из 250 / 2 = 125 моль метана.

Объем ацетилена можно найти, учитывая, что при пиролизе 1 моль метана образуется 1 моль ацетилена:
V(ацетилен) = 125 моль

Теперь нужно перевести моли в объем по формуле идеального газа:
V = n * Vm

Vm (объем моля) для ацетилена при нормальных условиях (0°C и 1 атм) равен 22,4 л/моль.

V(ацетилен) = 125 моль * 22,4 л/моль = 2800 л

Ответ: объем ацетилена, полученного при пиролизе метана и использованного для синтеза 40 кг аммиачной селитры, составил 2800 л.