Для решения этой задачи, сначала нужно использовать уравнение реакции между водородом (H₂) и азотом (N₂) для образования аммиака (NH₃):
[ N_2 + 3 H_2 \rightarrow 2 NH_3 ]
Из уравнения видно, что 1 моль азота реагирует с 3 моль водорода.
Сначала найдем, сколько моль водорода содержится в 11,2 л. В условиях нормальных температур и давления (НТД) 1 моль газа занимает 22,4 л.
Следовательно, количество моль H₂:
[ n(H_2) = \frac{V}{V_m} = \frac{11,2 , \text{л}}{22,4 , \text{л/моль}} = 0,5 , \text{моль} ]
Теперь, согласно уравнению реакции, для того чтобы определить количество молей азота (N₂), необходимо обратить внимание на стехиометрию реакции. На 3 моля водорода требуется 1 моль азота:
[ n(N_2) = \frac{1}{3} \cdot n(H_2) = \frac{1}{3} \cdot 0,5 , \text{моль} = \frac{0,5}{3} \approx 0,167 , \text{моль} ]
Теперь найдем массу азота, используя молярную массу азота (N₂), которая составляет примерно 28 г/моль:
[ m(N_2) = n(N_2) \cdot M(N_2) = 0,167 , \text{моль} \cdot 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 г.
