Каково значение процентного выхода аммиака при образовании 1,2 л аммиака при взаимодействии 4,48 л азота и 2,24

Maksimovna

49

Для решения данной задачи, необходимо использовать уравнение реакции образования аммиака:

\[\ce{N2 + 3H2 -> 2NH3}\]

Согласно уравнению реакции, одна молекула азота (\(\ce{N2}\)) реагирует с тремя молекулами водорода (\(\ce{H2}\)), образуя две молекулы аммиака (\(\ce{NH3}\)).

Чтобы определить значение процентного выхода аммиака, необходимо сравнить объем образованного аммиака с общим объемом веществ, реагирующих в соответствии с уравнением реакции.

Исходя из входных данных задачи, имеем следующие объемы веществ:

Азот (\(\ce{N2}\)): 4,48 л
Водород (\(\ce{H2}\)): 2,24 л

Общий объем реагирующих веществ: 4,48 л + 2,24 л = 6,72 л

Затем необходимо вычислить количество молей аммиака, которое можно получить по заданным объемам веществ, используя соотношение между объемом и молярным объемом газа при нормальных условиях (н.у.), равным 22,4 л/моль.

Объем аммиака (\(\ce{NH3}\)) задан в условии задачи: 1,2 л

Количество молей аммиака (\(\ce{NH3}\)) можно определить, разделив объем аммиака на молярный объем газа:

Количество молей аммиака (\(\ce{NH3}\)) = 1,2 л / 22,4 л/моль

Количество молей аммиака (\(\ce{NH3}\)) составляет: 0,05357 моль

Так как уравнение реакции показывает, что каждая молекула азота (\(\ce{N2}\)) и каждые три молекулы водорода (\(\ce{H2}\)) образуют две молекулы аммиака (\(\ce{NH3}\)), то для образования указанного количества аммиака необходимо:

1 моль азота (\(\ce{N2}\)) и 3 моля водорода (\(\ce{H2}\)) образуют \(\frac{2}{3}\) моль аммиака (\(\ce{NH3}\))

Учитывая количество молей аммиака, полученное ранее, можно вычислить, сколько молей азота и водорода необходимо для образования данного количества аммиака:

Количество молей азота (\(\ce{N2}\)) = 0,05357 моль
Количество молей водорода (\(\ce{H2}\)) = 0,05357 моль × 3 = 0,16071 моль

Объем азота (\(\ce{N2}\)) и водорода (\(\ce{H2}\)), заданный в условии задачи, можно перевести в количество молей с использованием соотношения между объемом и молярным объемом газа при нормальных условиях (н.у.):

Количество молей азота (\(\ce{N2}\)) = 4,48 л / 22,4 л/моль = 0,2 моль
Количество молей водорода (\(\ce{H2}\)) = 2,24 л / 22,4 л/моль = 0,1 моль

Так как образование аммиака происходит согласно реакции:

\[\ce{N2 + 3H2 -> 2NH3}\]

То для образования указанного количества аммиака необходимо:

0,2 моль азота (\(\ce{N2}\)) и 0,3 моль водорода (\(\ce{H2}\)) образуют 0,2 моль аммиака (\(\ce{NH3}\))

Теперь необходимо сравнить количество молей аммиака, полученное ранее, с количеством молей аммиака, которое можно получить, используя указанные объемы азота и водорода:

Полученное количество молей аммиака: 0,05357 моль
Ожидаемое количество молей аммиака: 0,2 моль

Теперь можно определить процентный выход аммиака, используя формулу:

Процентный выход аммиака = (Полученное количество молей аммиака / Ожидаемое количество молей аммиака) × 100%

Процентный выход аммиака = (0,05357 моль / 0,2 моль) × 100% = 26,78%

Таким образом, процентный выход аммиака при образовании 1,2 л аммиака при взаимодействии 4,48 л азота и 2,24 л водорода (н.у.) составляет 26,78%.