Яким був відносний вихід амоніку після реакції в суміші азоту з трикратним об ємом водню і зафіксованого зменшення

Zagadochnyy_Elf

5

Для решения этой задачи нам необходимо использовать определенные химические соотношения и математические расчеты. Я с удовольствием помогу вам разобраться в этом процессе.

Из условия задачи мы знаем, что мы имеем смесь азота с трикратным обьемом водорода, и далее этот газ участвует в реакции, по которой получается аммиак. Затем нам нужно определить изменение объема после реакции и относительное изменение.

Начнем с химического уравнения реакции:

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

Из уравнения видно, что молекула азота и три молекулы водорода реагируют и образуют две молекулы аммиака. Это важная информация, которую мы будем использовать в дальнейших расчетах.

Сначала посчитаем начальные объемы газов. Поскольку масса вещества не изменилась, мы можем сделать предположение, что начальное число молекул каждого газа равно. Это значит, что начальный объем азота равен объему водорода, а также равен объему аммиака после реакции. Пусть этот объем равен V.

Теперь, когда мы знаем начальный объем каждого газа, можем перейти к расчету конечного объема аммиака после реакции.

Из химического уравнения мы видим, что 1 молекула азота реагирует с 3 молекулами водорода, образуя 2 молекулы аммиака. Это означает, что объем аммиака после реакции будет в два раза больше начального объема газов:

\(V_{NH_3} = 2V\)

Теперь мы можем рассчитать изменение объема аммиака после реакции. Мы знаем, что объем уменьшился на 15%. Для этого нам необходимо найти 15% от \(V_{NH_3}\) и вычесть это значение из \(V_{NH_3}\):

\(\Delta V = V_{NH_3} - 0.15 \cdot V_{NH_3}\)

Упрощая это выражение:

\(\Delta V = V_{NH_3} \cdot (1 - 0.15)\)

Подставляя значение \(V_{NH_3} = 2V\):

\(\Delta V = 2V \cdot (1 - 0.15)\)

Теперь нам нужно рассчитать относительное изменение объема аммиака после реакции. Для этого разделим изменение объема на начальный объем и умножим на 100%:

\(\text{Относительное изменение объема} = \frac{\Delta V}{V} \cdot 100\%\)

Подставляя значение \(\Delta V = 2V \cdot (1 - 0.15)\):

\(\text{Относительное изменение объема} = \frac{2V \cdot (1 - 0.15)}{V} \cdot 100\%\)

Теперь мы можем выполнить арифметическое вычисление:

\(\text{Относительное изменение объема} = (2 - 0.3) \cdot 100\%\)

\(\text{Относительное изменение объема} = 170\%\)

Таким образом, мы можем заключить, что относительное изменение объема аммиака после реакции составляет 170%. Это означает, что объем аммиака увеличился на 70% от начального объема.