Question

азот объемом 56 л. (н.у.) прореагировал с избытком водорода. Объемная доля выхода аммиака составляем 50% от теоретически возможного. Рассчитайте объем полученного аммиака

Answer 1

N2 + 3H2 = 2NH3

Для газов отношения количества моль равны отношению объемов. Поэтому:

V(NH3) = 2*V(N2) = 112 л - это теоретически возможный объем.

На практике же получили: 112*0,5 = 56 л,

n(NH3) = V(NH3)/Vm = 56/22,4 = 2,5 моль

m(NH3) = n(NH3)*M(NH3) = 2,5*17 = 42,5 г.

Answer 2

Для решения этой задачи мы можем использовать уравнение реакции образования аммиака из азота и водорода:

\[ N_2(g) + 3H_2(g) \rightarrow 2NH_3(g) \]

Из уравнения видно, что молекула аммиака образуется из одной молекулы азота \(N_2\) и трех молекул водорода \(H_2\). Следовательно, коэффициент перед \(NH_3\) равен 2.

1. Найдем количество молей азота: \[ \text{моли } N_2 = \frac{\text{объем } N_2}{\text{молярный объем газов при н.у.}} \]

Для азота молярный объем при нормальных условиях (н.у.) примерно равен 22.4 л/моль.

\[ \text{моли } N_2 = \frac{56 \, \text{л}}{22.4 \, \text{л/моль}} \approx 2.5 \, \text{моль} \]

2. Найдем количество молей водорода: \[ \text{моли } H_2 = \frac{\text{избыток водорода}}{\text{молярный объем газов при н.у.}} \]

Поскольку в уравнении реакции коэффициент перед \(H_2\) равен 3, то в реакции требуется 3 моль водорода на 1 моль азота.

\[ \text{избыток водорода} = 3 \times \text{моли } N_2 = 3 \times 2.5 \, \text{моль} = 7.5 \, \text{моль} \]

\[ \text{моли } H_2 = \frac{7.5 \, \text{моль}}{22.4 \, \text{л/моль}} \approx 0.3357 \, \text{моль} \]

3. Найдем количество молей аммиака, которое теоретически может быть получено: \[ \text{моли } NH_3 = 2 \times \text{моли } N_2 = 2 \times 2.5 \, \text{моль} = 5 \, \text{моль} \]

4. Найдем объем аммиака: \[ \text{объем } NH_3 = \text{моли } NH_3 \times \text{молярный объем газов при н.у.} \]

\[ \text{объем } NH_3 = 5 \, \text{моль} \times 22.4 \, \text{л/моль} = 112 \, \text{л} \]

5. Учитывая, что объемная доля выхода аммиака составляет 50% от теоретически возможного, найдем фактический объем аммиака: \[ \text{фактический объем } NH_3 = 0.5 \times \text{объем } NH_3 = 0.5 \times 112 \, \text{л} = 56 \, \text{л} \]

Таким образом, объем полученного аммиака при реакции азота с избытком водорода составляет 56 л.