Съдържание

НОХ 2011, II кръг (областен), 9. клас — Задача 2

Оригинал на условието (PDF)Съобщи за грешка

Всички материали от НОХ 2011

МОМН, 43-та НАЦИОНАЛНА ОЛИМПИАДА ПО ХИМИЯ И ОПАЗВАНЕ НА ОКОЛНАТА СРЕДА – 2011 година. Областен кръг, 26-ти февруари. IX-ти клас · 26 февруари 2011 г. · 25 т.

Примерни решения и оценка на задачите

Важно за проверителите! Освен представените примерни решения, за вярно се приема и всяко друго решение, което е логично обосновано и води до същия (цифров или фактологичен) резултат.
При непълни отговори (например неизравнени уравнения) могат да се присъждат и по-малко от една точка.

Условие

Фермер искал да повиши добива от 5 декара насаждения. За целта наторил земята с 200 кг от следните азотни торове: амониева селитра $\mathrm{NH_4NO_3}$ , карбамид $\mathrm{(NH_2)_2CO}$ и натриева селитра $\mathrm{NaNO_3}$ в масово съотношение 5:7:3.

а) Достатъчен ли е добавеният тор, ако:

необходимото количество активно вещество ( $\mathrm{N_2}$ ) за вегетацията на растенията е 10 кг за декар.
25% от внесеното в почвата количество азот се губи по различни механизми.

б) Какви са последиците при недостиг и при излишък на азотни торове в земеделските земи от екологична гледна точка?

в) Кръговратът на азота в природата включва различни химични съединения, в които азотът се намира в различни степени на окисление. Изразете с химични уравнения взаимодействията от (1) до (6), протичащи по следната схема:

Схема на превръщанията на азота: NH3 →(1) N(+2) →(3) N(+4) →(5) N(+3) + N(+5); от NH3 двупосочна стрелка (2) надолу към N(-3); от N(+4) стрелка (4) надолу към N(+5); от N(+5) стрелка (6) надолу към N(+3).

Отговори

Решение

а) Моларни маси на съединенията:

Азот ( $\mathrm{N_2}$ ) = 28 g/mol

Амониева селитра, $M\,(\mathrm{NH_4NO_3}) = 80$ g/mol

Карбамид $M\,(\mathrm{(NH_2)_2CO}) = 60$ g/mol

Натриева селитра $M(\mathrm{NaNO_3}) = 85$ g/mol

Масови части на активното вещество ( $\mathrm{N_2}$ ) в трите съединения:

Амониева селитра $\mathrm{(NH_4)NO_3}$ , $w(\mathrm{N_2}) = 28/80 = 0.35$ 1т.

Карбамид $\mathrm{(NH_2)_2CO}$ , $w(\mathrm{N_2}) = 28/60 = 0.47$ 1т.

Натриева селитра $\mathrm{NaNO_3}$ , $w(\mathrm{N_2}) = (0.5 \times 28)/ 85 = 0.17$ 1т.

Общо количество азотни торове на декар:

200/5=40 кг 1т.

След 25% загуби в почвата:

40×0.75=30 кг 1т.

Маса на трите основни вещества (амониева селитра, карбамид и натриева селитра):

Амониева селитра $\mathrm{NH_4NO_3}$ , m = (30/15)×5 = 10 kg 1т.

Карбамид $\mathrm{(NH_2)_2CO}$ , m = (30/15) ×7 = 14 kg 1т.

Натриева селитра $\mathrm{NaNO_3}$ , m = (30/15) ×3 = 6 kg 1т.

Маса на азот ( $\mathrm{N_2}$ ), който се освобождава от основните вещества:

Амониева селитра $\mathrm{NH_4NO_3}$ , $m_{N_2} = 10 \times 0.35 = 3.5$ kg 1т.

Карбамид $\mathrm{(NH_2)_2CO}$ , $m_{N_2} = 14 \times 0.47 = 6.6$ kg 1т.

Натриева селитра $\mathrm{NaNO_3}$ , $m_{N_2} = 6 \times 0.17 = 1$ kg 1т.

Обща маса азот, която остава в почвата, и е достъпна за растенията:

$m_{N_2} = 3.5+6.6+1 = 11.1$ kg 2 т.

Следователно азотните торове, които е използвал фермерът са повече от необходимото количество за пълноценно подхранване на растенията с азот. 2 т.

б) При недостиг на азотни торове почвата постепенно обеднява на азот и растенията не могат да се развиват пълноценно. Добивите значително намаляват. 1 т.

Излишъкът на азотни торове води до увеличение на добивите, но предизвиква замърсяване с азотсъдържащи съединения, както на почвата така и подпочвените води. В земеделските култури се натрупват нитрати, които над определена концентрация са токсични за животните и хората. 1 т.

в) (1) $\mathrm{4NH_3 + 5O_2 \xrightarrow{t^{0}C,\ \text{кат.}} 4NO + 6H_2O}$ 1 т.

(2) $\mathrm{NH_3 + H_2O \rightleftarrows NH_4^{+} + OH^{-}}$ 1 т.

(3) $\mathrm{2NO + O_2 \longrightarrow 2NO_2}$ 1 т.

(4) $\mathrm{4NO_2 + 2H_2O + O_2 \longrightarrow 4NHO_3}$ 1 т.

(5) $\mathrm{2NO_2 + 2NaOH \longrightarrow NaNO_2 + NaNO_3 + H_2O} + Q$ 2 т.

(6) $\mathrm{2NaNO_3 \xrightarrow{t^{0}C} 2NaNO_2 + O_2} + Q$ 2 т.

ПОМОЩНА ИНФОРМАЦИЯ

Относителни атомни маси:

H – 1; C – 12; O – 16; Na – 23; N – 14.

Оригинал в Архива: Problems.pdf · официални решения: Solutions.pdf