Question

Аммиак NH3 в промышленных условиях получают из азота и водорода. Рассчитайте объемы (н.у) азота и водорода, необходимые для получения аммиака массой 500г.

Answer 1

Дано

m(NH3) = 500 г

Решение

n(NH3) = m(NH3) / M(NH3) = 500 / 17 = 29.41 моль

N2 + 3H2 = 2NH3

n(H2) = 1.5n(NH3) = 1.5 * 29.41 = 44.115 моль

n(N2) = 0.5n(NH3) = 0.5 * 29.41 = 14.705 моль

V(H2) = n(H2) * Vm = 44.115 * 22.4 = 988.176 дм3

V(N2) = n(N2) * Vm = 14.705 * 22.4 = 329.392 дм3

V(H2) = n(H2) * Vm = 44.115 * 22.4 = 988.176 дм3

V(N2) = n(N2) * Vm = 14.705 * 22.4 = 329.392 дм3

Ответ:

V(H2) = 988.176 дм3

V(N2) = 329.392 дм3

Answer 2

Рассмотрим уравнение реакции получения аммиака из азота и водорода:

N2 + 3H2 → 2NH3

Из уравнения видно, что для образования 2 моль аммиака требуется 1 моль азота и 3 моля водорода. Таким образом, для получения массы аммиака, можно использовать мольные соотношения между реагентами.

Молярная масса аммиака NH3 равна 17 г/моль. Следовательно, для получения 500 г аммиака понадобится:

n = m/M = 500 г / 17 г/моль ≈ 29,4 моль аммиака.

Для образования 2 моль аммиака требуется 1 моль азота, следовательно, для образования 29,4 моль аммиака понадобится:

29,4 моль / 2 моль/моль = 14,7 моль азота.

Для образования 2 моль аммиака требуется 3 моля водорода, следовательно, для образования 29,4 моль аммиака понадобится:

29,4 моль / 2 моль/моль × 3 моль/моль = 44,1 моль водорода.

Теперь, чтобы рассчитать объемы азота и водорода при нормальных условиях (н.у), воспользуемся уравнением состояния идеального газа:

V = nRT/P

где V - объем газа, n - количество вещества в молях, R - универсальная газовая постоянная, T - температура в Кельвинах и P - давление газа.

При н.у. давление равно 1 атм, температура равна 273 К, а универсальная газовая постоянная R равна 0,082 л·атм/(моль·К).

Объем азота, необходимый для образования 14,7 моль азота, можно рассчитать по формуле:

V(N2) = n(N2)RT/P = 14,7 моль × 0,082 л·атм/(моль·К) × 273 К / 1 атм ≈ 317 л

Объем водорода, необходимый для образования 44,1 моль водорода, можно рассчитать по формуле:

V(H2) = n(H2)RT/P = 44,1 моль × 0,082 л·атм/(моль·К) × 273 К / 1 атм ≈ 920 л

Таким образом, для получения 500 г аммиака необходимо