Câu 6. Xét phản ứng trong giai đoạn đầu của quá trình Ostwald:
NH3 + O2 → NO + H2O
Trong công nghiệp, cần trộn 1 thể tích khí ammonia với bao nhiêu thể tích không khí để thực hiện phản ứng trên? Biết không khí chứa 21% thể tích oxygen và các thể tích khí đo ở cùng điều kiện nhiệt độ và áp suất.

Question

Câu 6. Xét phản ứng trong giai đoạn đầu của quá trình Ostwald: 
NH3 + O2 → NO + H2O 
Trong công nghiệp, cần trộn 1 thể tích khí ammonia với bao nhiêu thể tích không khí để thực hiện phản ứng trên? Biết không khí chứa 21% thể tích oxygen và các thể tích khí đo ở cùng điều kiện nhiệt độ và áp suất.

Huycindy · Accepted Answer

$4\mathrm{NH}_3 + 5\mathrm{O}_2 \xrightarrow{t^\circ, \mathrm{Pt}} 4\mathrm{NO} + 6\mathrm{H}_2\mathrm{O}$
$V_{\mathrm{O}_2} = \dfrac{5}{4} \cdot V_{\mathrm{NH}_3} = \dfrac{5}{4} \cdot 1 = 1,25$ (thể tích)
Vì oxygen chiếm $21\%$ thể tích không khí:
$V_{\mathrm{không khí}} = \dfrac{V_{\mathrm{O}_2}}{21\%} = \dfrac{1,25 \cdot 100}{21} = \dfrac{125}{21} \approx 5,95$ (thể tích)

Timi · Answer

Để giải bài toán này, trước tiên chúng ta cần xác định tỷ lệ mol giữa các chất trong phản ứng.

Phản ứng được cho là: 
$$ \text{NH}_3 + \text{O}_2 \rightarrow \text{NO} + \text{H}_2\text{O} $$

Từ phản ứng, ta thấy rằng 1 mol NH3 phản ứng với 1 mol O2.

Vì trong không khí có 21% thể tích O2, nên chúng ta cần biết lượng không khí cần thiết để cung cấp đủ O2 cho phản ứng.

1. Tính tỷ lệ thể tích O2 cần thiết cho 1 thể tích NH3:
   - 1 thể tích NH3 cần 1 thể tích O2.

2. Tính thể tích không khí cần thiết để có 1 thể tích O2:
   - 1 thể tích không khí có 21% O2, tức là trong 1 thể tích không khí có 0.21 thể tích O2.
   - Để có được 1 thể tích O2, cần thể tích không khí là: 
   $$ \text{Thể tích không khí} = \frac{1 \text{ thể tích O}_2}{0.21} \approx 4.76 \text{ thể tích không khí} $$

3. Tổng thể tích khí ammonia và không khí:
   - 1 thể tích NH3 và 4.76 thể tích không khí sẽ tạo thành 1 thể tích NH3 và 1 thể tích O2.

Vậy để thực hiện phản ứng trên, cần trộn 1 thể tích khí ammonia với khoảng 4.76 thể tích không khí.

**Đáp án:** Cần trộn 1 thể tích khí ammonia với khoảng 4.76 thể tích không khí.

Vu Nguyen · Answer

$\displaystyle 4NH_3 + 5O_2 \xrightarrow{t^\circ, Pt} 4NO + 6H_2O$

$\displaystyle V_{O_2} = \frac{5}{4}V_{NH_3} = \frac{5}{4} \cdot 1 = 1,25 ext{ (thể tích)}$

$\displaystyle V_{ ext{không khí}} = \frac{V_{O_2} \cdot 100}{21} = \frac{1,25 \cdot 100}{21} \approx 5,95 ext{ (thể tích)}$

Gấu Koala Ngáo · Answer

Lời giải:

Cân bằng phương trình hóa học của phản ứng bằng phương pháp thăng bằng electron:
$N^{-3}H_3^{+1} + O_2^0 ightarrow N^{+2}O^{-2} + H_2^{+1}O^{-2}$

Quá trình oxi hóa:
$N^{-3} ightarrow N^{+2} + 5e$

Quá trình khử:
$O_2^0 + 4e ightarrow 2O^{-2}$

Thăng bằng electron: Nhân 4 vào quá trình oxi hóa, nhân 5 vào quá trình khử.
$4 imes (N^{-3} ightarrow N^{+2} + 5e)$
$5 imes (O_2^0 + 4e ightarrow 2O^{-2})$

Phương trình hóa học sau khi cân bằng:
$4NH_3 + 5O_2 ightarrow 4NO + 6H_2O$

Theo phương trình hóa học, tỉ lệ thể tích giữa các chất khí ở cùng điều kiện nhiệt độ và áp suất bằng tỉ lệ về số mol:
$V_{O_2} = \frac{5}{4} \cdot V_{NH_3} = 1,25 \cdot V_{NH_3}$

Khi trộn 1 thể tích khí $NH_3$, thể tích khí $O_2$ cần dùng là:
$V_{O_2} = 1,25 \cdot 1 = 1,25$ (thể tích)

Vì oxygen chiếm 21% thể tích của không khí nên thể tích không khí cần dùng là:
$V_{kk} = \frac{V_{O_2} \cdot 100}{21} = \frac{1,25 \cdot 100}{21} \approx 5,95$ (thể tích)

Vậy cần trộn 1 thể tích khí ammonia với khoảng 5,95 thể tích không khí.

Câu 6. Xét phản ứng trong giai đoạn đầu của quá trình Ostwald: NH3 + O2 → NO + H2O Trong công nghiệp, cần trộn 1 thể tích khí ammonia với bao nhiêu thể tích không khí để thực hiện phản ứng trên? Biết...