Каково общее давление над нитратом серебра при 300 К во время реакции AgNO3(т) = Ag(т) + NO2(г) + 1/2O2(г)?

Для решения данной задачи, мы можем использовать закон Бойля-Мариотта, который гласит: давление газа прямо пропорционально его молекулярной концентрации при постоянной температуре. Давление можно выразить через концентрацию по формуле:

\[P = nRT/V\]

Где P - давление, n - количество вещества, R - универсальная газовая постоянная, T - температура в Кельвинах, V - объем вещества.

Для начала, нам необходимо определить количество вещества, образующегося в реакции AgNO3(т) = Ag(т) + NO2(г) + 1/2O2(г).

Из уравнения реакции видно, что каждая 1 молекула AgNO3 превращается в 1 молекулу Ag, 1 молекулу NO2 и 1/2 молекулы O2.

Давайте предположим, что у нас есть 1 моль AgNO3. Тогда, согласно уравнению реакции, будут образовываться 1 моль Ag, 1 моль NO2 и 1/2 моля O2.

Теперь, чтобы найти количество вещества в каждой фазе, мы должны учитывать, что 1 моль газа при стандартных условиях (273 К и 1 атм) занимает 22,4 литра. При других температурах и давлениях, объем газа можно рассчитать по следующей формуле:

\[V = nRT/P\]

Так как у нас температура 300 К, мы можем рассчитать объем каждого газа при этой температуре.

Применяя формулу, получим:

\[V_{NO2} = \frac{n_{NO2}RT}{P}\]
\[V_{O2} = \frac{n_{O2}RT}{P}\]

Теперь мы можем вычислить давление каждого газа, используя формулу:

\[P = \frac{nRT}{V}\]

Таким образом, общее давление будет равно сумме давлений каждого газа.

Но сначала давайте рассчитаем количество вещества в каждой фазе, используя молярную массу веществ:

Молярная масса AgNO3 = 169,87 г/моль
Молярная масса Ag = 107,87 г/моль
Молярная масса NO2 = 46,01 г/моль
Молярная масса O2 = 32 г/моль

\[n_{AgNO3} = \frac{m_{AgNO3}}{M_{AgNO3}}\]
\[n_{Ag} = \frac{m_{Ag}}{M_{Ag}}\]
\[n_{NO2} = \frac{m_{NO2}}{M_{NO2}}\]
\[n_{O2} = \frac{m_{O2}}{M_{O2}}\]

Известно, что масса агента составляет 5 г. Подставляя данные в формулы, получим:

\[n_{AgNO3} = \frac{5 г}{169,87 г/моль} = 0.0294 моль\]
\[n_{Ag} = 0.0294 моль\]
\[n_{NO2} = 0.0294 моль\]
\[n_{O2} = 0.0147 моль\]

Теперь посчитаем объем каждого газа при 300 К и давлении одной атмосферы. Для этого необходимо знать значение универсальной газовой постоянной R, которое составляет 0,0821 литр·атм/моль·К.

\[V_{NO2} = \frac{n_{NO2}RT}{P} = \frac{0.0294 моль \times 0.0821 литр·атм/моль·К \times 300 К}{1 атм} = 0.683 литра\]
\[V_{O2} = \frac{n_{O2}RT}{P} = \frac{0.0147 моль \times 0.0821 литр·атм/моль·К \times 300 К}{1 атм} = 0.341 литра\]

Наконец, найдем общее давление, складывая давление каждого газа:

\[P_{общее} = P_{Ag} + P_{NO2} + P_{O2} = \frac{n_{Ag}RT}{V_{Ag}} + \frac{n_{NO2}RT}{V_{NO2}} + \frac{n_{O2}RT}{V_{O2}}\]

Подставляя значения, получаем:

\[P_{общее} = \frac{0.0294 моль \times 0.0821 литр·атм/моль·К \times 300 К}{0.683 литра} + \frac{0.0294 моль \times 0.0821 литр·атм/моль·К \times 300 К}{0.341 литра} + \frac{0.0147 моль \times 0.0821 литр·атм/моль·К \times 300 К}{0.341 литра} = 56.15 атм\]

Таким образом, общее давление над нитратом серебра при 300 К во время реакции составляет 56.15 атмосфер.