3. Смешали азот (N2) с 50 кг водорода. Какая масса аммиака (NH3 ) при этом получилась?
Для решения этой задачи сначала определим уравнение реакций между азотом (N2) и водородом (H2) для образования аммиака (NH3). Реакция можно записать следующим образом:
\[ N_2 + 3H_2 \rightarrow 2NH_3 \]
Это уравнение показывает, что 1 моль азота реагирует с 3 молями водорода, чтобы образовать 2 моля аммиака.
Теперь давайте рассчитаем количество вещества (в молях) водорода, которое мы имеем.
Вычислим количество молей водорода (H2), используя его молекулярную массу:
Молекулярная масса водорода (H2) = 2 г/моль.
Имеем 50 кг водорода, что равно 50000 г.
\[ n(H_2) = \frac{50000 \, \text{г}}{2 \, \text{г/моль}} = 25000 \, \text{моль} \]
Теперь определим, сколько молей аммиака (NH3) можно получить из 25000 моль водорода. Из уравнения видно, что 3 моля водорода дают 2 моля аммиака:
Для каждого 3 моль H2 мы можем получить 2 моль NH3.
Сделаем пропорцию:
\[ \frac{2 \, \text{моль } NH_3}{3 \, \text{моль } H_2} = \frac{x \, \text{моль } NH_3}{25000 \, \text{моль } H_2} \]
Решая это уравнение, мы находим:
\[ x = \frac{25000 \times 2}{3} = 16666.67 \, \text{моль } NH_3 \]
Теперь найдем массу образовавшегося аммиака. Молекулярная масса аммиака (NH3) составляет 17 г/моль:
\[ m(NH_3) = n(NH_3) \times M(NH_3) = 16666.67 \, \text{моль} \times 17 \, \text{г/моль} = 283333.39 \, \text{г} \]
Переведем эту массу в килограммы:
\[ m(NH_3) \approx 283.33 \, \text{кг} \]
Таким образом, при смешивании 50 кг водорода с азотом получаем приблизительно 283.33 кг аммиака.
