Чёрный порох представляет собой смесь нитрата калия, угля и серы. Какие реакции протекает при горении пороха, если продуктами реакции этого процесса являются сульфид калия, углекислый газ и молекулярный азот? Составьте уравнения реакций горения. Какой объём газов выделится при сгорании 160 г чёрного пороха.

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

Уравнения реакций горения чёрного пороха:

1) KNO3 + C + S → K2S + CO2 + N2

2) 2KNO3 + 3C + S → 2K2S + 3CO2 + N2

3) 6KNO3 + 10C + 3S → 3K2S + 5CO2 + 3N2

Для вычисления объёма газов, выделяющихся при сгорании 160 г чёрного пороха, нужно сначала вычислить количество вещества пороха (в молях), затем по пропорциям из уравнения реакции определить количество выделяющихся газов (в молях) и, наконец, применить закон Лавуазье о равенстве объёмов газов, считая их идеальными.

Масса мольного пороха:
M(KNO3) = 101 г/моль
M(C) = 12 г/моль
M(S) = 32 г/моль

m(KNO3) = (160 г 1 моль) / (2M(KNO3) + 3M(C) + M(S)) ≈ 160 / (2101 + 3*12 + 32) ≈ 0.93 моль

Из уравнения (3) видно, что при сгорании 6 моль KNO3 образуется 3 моль N2.
Поэтому при сгорании 0.93 моль KNO3 образуется:
0.93 3 / 6 = 0.465 моль N2
Объём N2:
V(N2) = 0.465 22.4 л = 10.416 л

Таким образом, при сгорании 160 г чёрного пороха высвободится 10.416 л газов, включая молекулярный азот.