Якій масі амоніаку вдалося синтезувати, якщо використано 200 г водню і маса продукту реакції становить 1200

Аида

37

Для решения данной задачи нам необходимо использовать закон сохранения массы. Закон сохранения массы утверждает, что масса реагентов, участвующих в химической реакции, равна массе получаемых продуктов.

У нас имеется информация о массе водорода, который участвует в реакции, и массе полученного аммиака. Нам необходимо найти массу аммиака, который был синтезирован.

Пусть \( m_{\text{вод}} \) - масса водорода, \( m_{\text{амм}} \) - масса аммиака.

Исходя из условия задачи, у нас есть следующие данные:

\( m_{\text{вод}} = 200 \) г (масса водорода)
\( m_{\text{амм}} = 1200 \) г (масса аммиака)

Так как аммиак образуется в результате реакции, которая происходит между водородом (\(H_2\)) и азотом (\(N_2\)), то пропорциональное соотношение между массами водорода и аммиака равно 3:2.

Поскольку водород и аммиак являются газами, мы можем использовать молярные соотношения для вычисления молей каждого вещества.

Масса одного моля водорода (H₂) равна 2 грамма, а масса одного моля аммиака (NH₃) равна 17 граммов.
Таким образом, соотношение массы водорода к аммиаку равно 2:17.

Для решения задачи, начнем с вычисления количества молей водорода:
\[
n_{\text{вод}} = \frac{{m_{\text{вод}}}}{{\text{молярная масса водорода}}}} = \frac{{200 \, \text{г}}}{{2 \, \text{г/моль}}} = 100 \, \text{моль}
\]

Теперь используем соотношение между массами водорода и аммиака, чтобы найти количество молей аммиака:

\[
n_{\text{амм}} = \frac{{n_{\text{вод}}}}{{\text{соотношение масс водорода и аммиака}}}} = \frac{{100 \, \text{моль}}}{{2/17}} = \frac{{100 \, \text{моль}}}{{0.1176}} \approx 851.06 \, \text{моль}
\]

Наконец, чтобы найти массу аммиака, мы умножаем количество молей аммиака на его молярную массу:
\[
m_{\text{амм}} = n_{\text{амм}} \times \text{молярная масса аммиака} = 851.06 \, \text{моль} \times 17 \, \text{г/моль} \approx 14463 \, \text{г} \approx 14.5 \, \text{кг}
\]

Таким образом, масса аммиака, которая была синтезирована, составляет примерно 14.5 кг.