Какой объем (н.у) азота и водорода нужно использовать для получения 3,8 граммов аммиака? Учитывая, что практический

Zarina

65

Для решения этой задачи нам понадобится учесть соотношение между аммиаком (NH₃), азотом (N₂) и водородом (H₂), а также учитывать практический выход аммиака. Давайте начнем с определения химического уравнения реакции получения аммиака:

N₂ + 3H₂ -> 2NH₃

Из уравнения видно, что для образования 2 молекул аммиака требуется 1 молекула азота и 3 молекулы водорода. Теперь давайте посчитаем количество вещества (в молях) аммиака, используя массу и его молярную массу.

Молярная масса аммиака (NH₃) равна сумме масс атомов азота (N) и водорода (H), которые составляют 14 г/моль и 1 г/моль соответственно. Таким образом, молярная масса аммиака равна:

14 г/моль (N) + 3 * 1 г/моль (H) = 17 г/моль

Теперь, чтобы найти количество вещества аммиака, мы используем формулу:

Количество вещества = масса / молярная масса

Подставляя значения:

Количество вещества аммиака = 3,8 г / 17 г/моль

Количество вещества аммиака ≈ 0,2235 моль

Так как практический выход аммиака составляет 25,12% от его теоретического количества, мы получаем:

Количество фактического аммиака ≈ 0,2235 моль * 0,2512 ≈ 0,0562 моль

Теперь, зная, что требуется 1 молекула азота для образования 2 молекул аммиака, и учитывая пропорции в уравнении реакции, мы можем вычислить количество азота. Таким образом, количество вещества азота составляет:

Количество азота = (0,0562 моль аммиака) / 2

Количество азота ≈ 0,0281 моль

Точно так же мы можем вычислить количество вещества водорода, учитывая, что каждая молекула аммиака требует 3 молекулы водорода:

Количество водорода = (0,0562 моль аммиака) * 3

Количество водорода ≈ 0,1686 моль

Теперь мы знаем количество вещества азота и водорода, необходимых для получения 3,8 граммов аммиака. Чтобы выразить их объем в нормальных условиях (н.у), мы можем использовать соотношение между количеством вещества, объемом и их коэффициентами в уравнении реакции.

Объем газа можно рассчитать с использованием уравнения:

Объем = количество вещества * молярный объем газа при н.у.

Молярный объем газа при н.у. составляет около 22,4 л/моль.

Объем азота = 0,0281 моль * 22,4 л/моль ≈ 0,630 л

Объем водорода = 0,1686 моль * 22,4 л/моль ≈ 3,775 л

Таким образом, для получения 3,8 граммов аммиака необходимо использовать приблизительно 0,630 л азота и 3,775 л водорода (объемы выражены в нормальных условиях).