Какова объемная доля выхода аммиака (в %) от теоретически возможного при использовании 28 т азота и 7 т водорода, если

Путешественник_Во_Времени

66

Для решения данной задачи необходимо воспользоваться концепцией стехиометрии, которая позволяет определить количественные соотношения между реагентами и продуктами химических реакций.

Данная задача описывает реакцию синтеза аммиака (NH₃) из азота (N₂) и водорода (H₂) по уравнению:
N₂ + 3H₂ -> 2NH₃

Из уравнения реакции видно, что на 1 моль азота требуется 3 моля водорода для полного превращения в 2 моля аммиака.

1. Найдем количество молей азота (N₂) входящего в реакцию.
Для этого воспользуемся молярной массой азота, которая равна 28 г/моль.
Масса азота: 28 т = 28000 кг.
Количество молей азота: количество молей = масса / молярная масса.
Количество молей азота: количество молей = 28000 кг / 28 г/моль = 1000 моль.

2. Найдем количество молей водорода (H₂) входящего в реакцию.
Для этого воспользуемся молярной массой водорода, которая равна 2 г/моль.
Масса водорода: 7 т = 7000 кг.
Количество молей водорода: количество молей = масса / молярная масса.
Количество молей водорода: количество молей = 7000 кг / 2 г/моль = 3500 моль.

3. Определим, сколько моль аммиака могло получиться при полном превращении веществ.
Согласно уравнению реакции на каждую моль азота требуется 3 моля водорода для образования 2 молей аммиака.
Так как у нас есть 1000 молей азота, то максимально возможное количество молей аммиака равно:
Количество молей аммиака = (количество молей азота) * (коэффициент аммиака в уравнении)
Количество молей аммиака = 1000 моль * (2 моль / 1 моль) = 2000 моль.

4. Теперь определим количество молей аммиака, которое было получено после прохождения через катализатор.
Масса продукта: 10,2 т = 10200 кг.
Количество молей аммиака: количество молей = масса / молярная масса.
Количество молей аммиака: количество молей = 10200 кг / 17 г/моль = 600 моль.

5. Найдем объемную долю выхода аммиака, сравнивая количество молей полученного аммиака и максимально возможного количества аммиака.
Объемная доля выхода аммиака (в %): объемная доля = (количество молей полученного аммиака / количество молей максимально возможного аммиака) * 100%.
Объемная доля выхода аммиака (в %): объемная доля = (600 моль / 2000 моль) * 100% = 30%.

Таким образом, объемная доля выхода аммиака от теоретически возможного при использовании 28 т азота и 7 т водорода составляет 30%.