Сколько миллионов тонн аммиака производится ежегодно, используя половину водорода, полученного из газа и потребляется

Lazernyy_Reyndzher

34

Чтобы решить данную задачу, нам необходимо знать соотношение между используемым газом и производимым аммиаком.

Согласно химическому уравнению для вещественной реакции синтеза аммиака, известным как процесс Хабера, одна молекула азота (N₂) и три молекулы водорода (H₂) реагируют, образуя две молекулы аммиака (NH₃). Это соотношение является стехиометрическим коэффициентом реакции.

Таким образом, 3 моль водорода требуются для образования 2 молей аммиака.

В задаче сказано, что половина водорода, полученного из газа, используется. То есть, если обозначить количество полученного газа как X моль, то будет использовано X/2 моль водорода.

Теперь нам нужно выразить количество аммиака в миллионах тонн. Для этого мы должны преобразовать количество водорода из моль в тонны, используя молярную массу водорода.

Молярная масса водорода (H₂) равна приблизительно 2 г/моль, а масса одной тонны равна 1 миллиону граммов.

Таким образом, масса X/2 моль водорода равняется (X/2) * (2 * 10^6) граммов.

Наконец, учитывая стехиометрическое соотношение 3 моль водорода к 2 молям аммиака, мы можем выразить массу аммиака в миллионах тонн:

Масса аммиака = (X/2) * (2 * 10^6) * (2/3) граммов.

Теперь подставим известные значения из задачи в формулу. У нас имеется 200 миллиардов кубических метров (200 * 10^9) метана, что представляет X моль газа. Подставим это значение и решим задачу:

Масса аммиака = (X/2) * (2 * 10^6) * (2/3) граммов

X = 200 * 10^9 моль

Масса аммиака = (200 * 10^9 / 2) * (2 * 10^6) * (2/3) граммов

= (200 * 10^9 * 2 * 10^6 * 2/2/3) граммов

= 800 * 10^9 * 10^6/3 граммов

= 2,66666667 * 10^20 граммов

Теперь переведем граммы в миллионы тонн:

1 тонна = 10^6 граммов

Таким образом, масса аммиака в миллионах тонн:

= (2,66666667 * 10^20) / (10^6)

= 2,66666667 * 10^14 тонн

Полученное значение, округленное до целых чисел и выраженное в миллионах тонн аммиака, составляет 267 миллионов тонн.