Для решения задачи нам нужно использовать уравнение реакции между азотом (N₂) и водородом (H₂) для получения аммиака (NH₃):
\[ \text{N}_2 + 3\text{H}_2 \rightarrow 2\text{NH}_3 \]
Определим количество вещества (моль) азота (N₂). У нас есть 140 г азота.
- Молярная масса азота (N₂) = 14 г/моль × 2 = 28 г/моль.
- Количество вещества N₂: \[ n(N_2) = \frac{m(N_2)}{M(N_2)} = \frac{140 \, \text{г}}{28 \, \text{г/моль}} = 5 \, \text{моль} \]
Посмотрим на стехиометрию реакции. Из уравнения видно, что 1 моль N₂ реагирует с 3 моль H₂, образуя 2 моль NH₃. То есть:
- 1 моль N₂ → 2 моль NH₃.
Из 5 моль N₂ получится: \[ n(NH_3) = 5 \, \text{моль} \times 2 = 10 \, \text{моль} \]
Теперь найдем массу аммиака (NH₃). Молярная масса NH₃:
- Молярная масса N = 14 г/моль, H = 1 г/моль.
- Молярная масса NH₃ = 14 + 3 × 1 = 17 г/моль.
Теперь можем найти общую массу NH₃: \[ m(NH_3) = n(NH_3) \times M(NH_3) = 10 \, \text{моль} \times 17 \, \text{г/моль} = 170 \, \text{г} \]
Таким образом, при взаимодействии 140 г азота N₂ с водородом образуется 170 г аммиака NH₃.