Для того чтобы рассчитать массу азота, вступившего в реакцию с 11,2 л водорода, необходимо знать уравнение реакции. Водород (H₂) может реагировать с азотом (N₂) для образования аммиака (NH₃) по следующему уравнению:
[ N_2 + 3H_2 \rightarrow 2NH_3 ]
Из этого уравнения видно, что 1 моль азота реагирует с 3 моль водорода.
Чтобы найти, сколько моль водорода содержится в 11,2 л, воспользуемся законом Бойля-Гей-Люссака, который утверждает, что 1 моль газа занимает 22,4 литра при нормальных условиях (0°C и 1 атм).
Таким образом, количество моль водорода в 11,2 л будет равно:
[ n(H_2) = \frac{11.2 , \text{л}}{22.4 , \text{л/моль}} = 0.5 , \text{моль} ]
Согласно уравнению реакции, 3 моль водорода реагируют с 1 молем азота. Значит, для 0.5 моль водорода нужно:
[ n(N_2) = \frac{0.5 , \text{моль}}{3} = \frac{0.5}{3} \approx 0.167 , \text{моль} ]
Теперь, чтобы найти массу азота, используем молярную массу азота (N₂), которая составляет примерно 28 г/моль:
[ m(N_2) = n(N_2) \cdot M(N_2) = 0.167 , \text{моль} \times 28 , \text{г/моль} \approx 4.67 , \text{г} ]
Таким образом, масса азота, вступившего в реакцию с 11,2 л водорода, составляет примерно 4,67 грамма.
