Question

Вычислите объемы азота и водорода (н.у.), необходимых для получения 33, 6 л аммиака

Answer 1

XL           yL         33.6L
N2    +  3H2   =   2NH3
1mol     3mol       2mol

x=1·33.6÷2=16.8L
y=3·33.6÷2=50.4L

Answer 2

Для решения этой задачи нужно знать химическую формулу аммиака - NH3, а также условия нормальных условий (н.у.) - температура 0 °C и давление 1 атмосфера.

Сначала нужно определить количество вещества аммиака, которое содержится в 33,6 л при н.у. Для этого воспользуемся уравнением идеального газа:

PV = nRT

где P - давление газа, V - его объем, n - количество вещества, R - универсальная газовая постоянная, T - температура газа.

Подставим известные значения:

1 атмосфера * 33,6 л = n * 0,0821 латм/(мольК) * 273 К

Отсюда получим:

n = (1 атмосфера * 33,6 л) / (0,0821 латм/(мольК) * 273 К) ≈ 1,47 моль

Теперь, зная количество вещества аммиака, можно вычислить необходимые объемы азота и водорода. Рассмотрим уравнение реакции синтеза аммиака:

N2 + 3H2 → 2NH3

Видно, что для получения 2 молей аммиака необходимо 1 моль азота и 3 молей водорода. Следовательно, для получения 1,47 моль аммиака понадобится:

• 0,735 моль азота (1,47 моль / 2 * 1 моль)
• 2,21 моль водорода (1,47 моль / 2 * 3 моль)

Остается вычислить объемы этих газов при н.у. Для этого воспользуемся обратной формулой идеального газа:

V = nRT/P

Подставим значения:

• Для азота: V = 0,735 моль * 0,0821 латм/(мольК) * 273 К / 1 атмосфера ≈ 16,1 л
• Для водорода: V = 2,21 моль * 0,0821 латм/(мольК) * 273 К / 1 атмосфера ≈ 60,8 л

Таким образом, для получения 33,6 л аммиака при н.у. необходимо 16,1 л азота и 60,8 л водорода.