Question

В двух реакторах добывали аммиак NH3 из простых веществ. В пер- вом реакторе за 5часов добыли аммиак массой 152 кг, а во втором реакторе за каждые 10 минут образовалось 5,6 м3 аммиака (н. у.). Сравните скорости реакции в двух реакторах.

Answer 1

Для второго реактора преобразуем производительность из м³ в кг

1) Если за 10 минут образуется 5,6 м³ аммиака, то за 1 час это будет: 5,6 * 6 = 33,6 м³

А за 5 часов 33,6 * 5 = 168 м³ = 168000 дм³

2) Масса 1 моля аммиака равно M(NH₃) = 14 + 3*1 = 17 г/моль и 1 его моль (как впрочем,и любого другого газа) занимает объем 22,4 л (или дм³).

Находим, сколько молей составляет 168 000 дм³ аммиака:

168000 / 22,4 = 7500 моль

Так как масса 1 моля равна 14 г, то масса 7500 молей равна:

17 * 7500 = 127500 г = 127,5 кг

То есть второй реактор за те же 5 часов производит 127,5 кг аммиака, значит его производительность ниже, чем производительность первого реактора. Если размеры обоих реакторов одинаковы и скорость подачи исходных реагентов тоже, то скорость реакции во втором реакторе ниже.

Answer 2

Для сравнения скоростей реакции в двух реакторах, нужно определить скорость реакции в каждом из них. Скорость химической реакции может быть определена по изменению концентрации реагентов или продуктов во времени.

Для первого реактора у нас есть информация, что за 5 часов было получено 152 кг аммиака. Чтобы определить скорость реакции, нужно разделить количество аммиака на время реакции:

Скорость реакции в первом реакторе = (152 кг) / (5 ч) = 30.4 кг/ч

Для второго реактора у нас есть информация о производстве аммиака в объеме 5.6 м3 каждые 10 минут. Нам нужно преобразовать единицы измерения объема в массу, зная, что плотность аммиака при нормальных условиях (н.у.) составляет примерно 0.771 кг/м3:

Масса аммиака, получаемого каждые 10 минут во втором реакторе = (5.6 м3) * (0.771 кг/м3) ≈ 4.3176 кг

Теперь определим скорость реакции во втором реакторе:

Скорость реакции во втором реакторе = (4.3176 кг) / (10 мин) = 0.43176 кг/мин

Теперь у нас есть значения скорости реакции для обоих реакторов:

• Первый реактор: 30.4 кг/ч
• Второй реактор: 0.43176 кг/мин

Для того чтобы сравнить скорости, убедимся, что обе величины имеют одинаковую единицу измерения. Можно преобразовать скорость реакции во втором реакторе в кг/ч:

Скорость реакции во втором реакторе = 0.43176 кг/мин * 60 мин/ч ≈ 25.906 кг/ч

Теперь сравним скорости реакции:

Скорость реакции в первом реакторе: 30.4 кг/ч Скорость реакции во втором реакторе: 25.906 кг/ч

Сравнив значения, можно сделать вывод, что скорость реакции в первом реакторе выше, чем во втором реакторе.