Сегодня окислим аммиак

Сегодня решим расчетную задачу. Не сложную, но все-таки вторая часть ЕГЭ по химии, а значит, составители обещают дать много баллов. Обычно в блоге такие не разбираем (ибо извольте приходить на занятия), но сегодня сделаем исключение.

Какой объём (приведенный к нормальным условиям) азотосодержащего газа теоретически образуется при каталитическом окислении пятисот литров (взяты при нормальных условиях) аммиака?

Обычная задача уровня 8 класса приличных школ. Однако есть сложность. Не задана конкретная реакция, а лишь упомянуты условия: "каталитическое окисление". Мол, школьник должен знать, как аммиак окисляется каталитически, а как некаталитически. Должен или нет, вопрос спорный. Многие, по нашему практическому опыту, не знают.

Попробуем помочь с разрешением данной проблемы без заучивания. Каталитическая реакция приводит к более термодинамически неустойчивому продукту, чем некаталитическое превращение. Катализатор, собственно, для того и используется, чтобы получить в данном случае несвойственный продукт. Вспомним из школьного курса, что окисление азота кислородом протекает весьма неохотно.  

Итого, при окислении без катализатора получим наиболее ожидаемый продукт (диазот), а при каталитическом окислении получим оксид азота (II). Оставшиеся неприкаянными элементы образуются молекулы воды в обоих случаях. Уравняем и получим:

Итого, мы решили стехиометрию. Теперь осталось взять калькулятор и посчитать объемы. Соотношение объемов газов при нормальных условиях равно соотношению количеств веществ. Смотрим на уравнение и видим одинаковые коэффициенты перед аммиаком и NO. 

Таким образом, получим объем оксида азота (II) равный 500 литрам.