Какой объем водорода будет использован в реакции с 7 граммами азота N2, чтобы получить аммиак NH3?

Zagadochnyy_Kot

17

Для решения этой задачи мы можем использовать соотношение между молями веществ и их объемами в реакции. Давайте рассмотрим реакцию между азотом N2 и водородом H2, при которой образуется аммиак NH3:

\[N_2 + 3H_2 \rightarrow 2NH_3\]

Согласно сбалансированному уравнению реакции, для образования 2 молекул NH3 требуется 3 молекулы H2. Теперь воспользуемся молярной массой азота и затем применим пошаговое решение:

1. Найдем количество молей азота, используя его молярную массу. Молярная масса азота равна 28 г/моль (2*14 грамм/моль). Для этого разделим массу азота на его молярную массу:

\[n_{\text{азота}} = \frac{{\text{масса азота}}}{{\text{молярная масса азота}}} = \frac{{7 \, \text{г}}}{{28 \, \text{г/моль}}} = 0.25 \, \text{моль}\]

2. Используя соотношение из сбалансированного уравнения, мы можем определить, сколько молекул водорода требуется для реакции с этим количеством азота. Согласно уравнению реакции, на каждую молекулу азота необходимо 3 молекулы водорода:

\[n_{\text{водорода}} = 3 \cdot n_{\text{азота}} = 3 \cdot 0.25 \, \text{моль} = 0.75 \, \text{моль}\]

3. Далее, поскольку мы знаем количество молекул водорода, мы можем найти его объем, используя соотношение между молями веществ и их объемами. Предположим, что мы работаем при стандартных условиях (температура 0°C, давление 1 атмосфера). Одна моль газа занимает примерно 22.4 литра при стандартных условиях, так что:

\[V_{\text{водорода}} = n_{\text{водорода}} \cdot V_{\text{ст.}} = 0.75 \, \text{моль} \cdot 22.4 \, \text{л/моль} = 16.8 \, \text{литров}\]

Таким образом, для реакции с 7 граммами азота необходимо 16.8 литра водорода.