4.3.2. Расчеты объемных отношений газов при химических реакциях.

Закон Авогадро:

Следствием из этого закона является то, что объемы газов, вступающих в химическую реакцию, а также образующихся в результате нее, относятся друг к другу так же, как коэффициенты перед этими же веществами в уравнении реакции.

Так, например, если мы рассмотрим реакцию:

N₂ + 3H₂ = 2NH₃

то окажется, что объемы азота и водорода, вступающих в реакцию, а также объем аммиака, образующийся в результате нее, всегда относятся друг другу как соответствующие коэффициенты в уравнении:

V(N₂) : V(H₂) : V(NH₃) = k(N₂) : k(H₂) : k(NH₃) = 1 : 3 : 2

Пример 1

В результате обжига пирита в кислороде было получено 20 литров газообразного продукта. Каков объем потребовавшегося для этого кислорода?

Решение:

В задачах на объемные отношения газов нередко возникает ошибка в написании уравнения реакции, в частности, в расстановке коэффициентов. Записываем уравнение взаимодействия пирита с кислородом:

4FeS₂ + 11O₂ → 2Fe₂O₃ + 8SO₂↑

Как уже было сказано, объемы газов, вступающих в химическую реакцию, а также образующихся в результате нее, относятся друг к другу так же, как коэффициенты перед этими же веществами в уравнении реакции. Поэтому мы можем записать:

Следовательно:

Ответ: V(O₂) = 27,5 л

Пример 2

Какой объем водорода теоретически должен понадобиться для синтеза 50 л аммиака, если объемы газов измерены при одинаковых условиях?

Решение:

Запишем уравнение реакции:

N₂ + 3H₂ = 2NH₃

Так как условия одинаковы, то объем водорода, вступившего в реакцию, относится к объему образовавшегося аммиака так же, как соответствующие коэффициенты в уравнении:

Следовательно:

Ответ: V(H₂) = 75 л.

Пример 3

При нагревании нитрата серебра выделилось 6 л газов. Какой объем оксида азота образовался при этом?

Решение:

Запишем уравнение реакции разложения нитрата серебра:

2AgNO₃ = 2Ag + 2NO₂ + O₂

Исходя из следствия закона Авогадро:

Т.е.

Из условия:

Т.е. мы получили систему из двух уравнений:

Следовательно:

Ответ: V(NO₂) = 4 л