какой объем аммиака (н.у) может быть получен из 1,12 м азота , если выход реакции составляет 50% от теоретически возможного
Для решения задачи сначала запишем уравнение реакции синтеза аммиака (NH₃) из азота (N₂) и водорода (H₂):
\[ N_2 + 3H_2 \rightarrow 2NH_3 \]
Теперь определим, каковы стехиометрические соотношения в этой реакции. Согласно уравнению, 1 молекула азота реагирует с 3 молекулами водорода для получения 2 молекул аммиака.
- Определим количество молей азота. У нас имеется 1,12 м³ азота при нормальных условиях (н.у.). При н.у. 1 м³ газа соответствует 22,4 л, или 0,0224 м³ = 1 моль. Следовательно, количество молей азота можно рассчитать так:
\[ n(N_2) = \frac{V}{V_m} = \frac{1,12 \, м³}{22,4 \, л} = 0,05 \, моль \]
- Определим, сколько молей аммиака можно theoretically получить. Согласно уравнению реакции, из 1 моль N₂ можно получить 2 моля NH₃. Таким образом, из 0,05 моль N₂ мы можем theoretically получить:
\[ n(NH_3)_{теор} = n(N_2) \times 2 = 0,05 \, моль \times 2 = 0,1 \, моль \]
- Определяем количество аммиака с учетом выхода реакции. Так как выход реакции составляет 50%, фактическое количество аммиака будет составлять:
\[ n(NH_3)_{фак} = n(NH_3)_{теор} \times 0,5 = 0,1 \, моль \times 0,5 = 0,05 \, моль \]
- Теперь найдем объем аммиака, который может быть получен. При нормальных условиях 1 моль газа занимает 22,4 л объема:
\[ V(NH_3) = n(NH_3)_{фак} \times V_m = 0,05 \, моль \times 22,4 \, л/моль = 1,12 \, л \]
Таким образом, объем аммиака, который может быть получен из 1,12 м³ азота при выходе реакции 50%, составляет 1,12 литра.
