Question

В промышленности азот и водород используют для производства аммиака. Рассчитайте объем азота, который необходим для того, чтобы прореагировало полностью 15 м3 водорода! Объемы газов измеряются при одинаковых

Answer 1

условиях температуры и давления.

Для рассчета объема азота, необходимого для полного прореагирования 15 м3 водорода, мы можем использовать закон Авогадро. Этот закон утверждает, что при одинаковых условиях температуры и давления, одинаковые объемы газов содержат одинаковое число молекул.

Согласно уравнению реакции, требуется 3 молекулы водорода (H2) для полного прореагирования с 1 молекулой азота (N2) и образования 2 молекул аммиака (NH3).

Таким образом, для прореагирования 15 м3 водорода (H2), необходимо такое же количество молекул азота (N2). Поскольку одна молекула азота состоит из двух атомов и одна молекула водорода также состоит из двух атомов, то массы азота и водорода в равной степени делят объем.

Молярная масса азота (N2) равна 28 г/моль, а молярная масса водорода (H2) равна 2 г/моль.

Для расчета количества молей азота, используем следующую формулу:

моли = объем (газа) / Vнтр

где моли - количество молей газа, объем (газа) - известный объем газа (15 м3 в данном случае) и Vнтр - молярный объем газа при нормальных условиях (температура 0 °C и давление 1 атмосфера), который равен 22,4 л/моль.

Таким образом, количество молей азота равно: моли(N2) = 15 м3 / 22,4 л/моль = 0,67 моль.

Так как в реакции требуется 1 моль азота (N2) на 3 моли водорода (H2), мы можем установить соотношение: 1 моль N2 = 3 моли H2.

Таким образом, массы азота и водорода будут также находиться в отношении 1:3.

Масса азота, необходимая для прореагирования с 15 м3 водорода, равна: масса(N2) = моли(N2) * молярная масса(N2) масса(N2) = 0,67 моль * 28 г/моль = 18,76 г.

Таким образом, для полного прореагирования 15 м3 водорода требуется 18,76 г азота.