Чтобы решить задачу, давайте сначала запишем уравнение реакции между азотом (N₂) и водородом (H₂), в результате которой образуется аммиак (NH₃):
[ N_2 + 3H_2 \rightarrow 2NH_3 ]
Шаг 1: Определим, сколько молей азота (N₂) у нас есть.
Сначала нам нужно найти количество молей азота в 7 г. Для этого используем формулу:
[
n = \frac{m}{M}
]
где:
- ( n ) — количество молей,
- ( m ) — масса (в граммах),
- ( M ) — молярная масса вещества (в граммах на моль).
Молярная масса азота (N₂):
- Атомная масса азота (N) примерно равна 14 г/моль.
- Молярная масса N₂ = 14 г/моль × 2 = 28 г/моль.
Теперь можем вычислить количество молей N₂:
[
n_{N_2} = \frac{7 \text{ г}}{28 \text{ г/моль}} = 0.25 \text{ моль}
]
Шаг 2: Найдем количество молей водорода (H₂), необходимого для реакции.
Согласно уравнению реакции, на 1 моль N₂ требуется 3 моли H₂:
[
1 \text{ моль N}_2 \rightarrow 3 \text{ моли H}_2
]
Таким образом, для 0.25 моль N₂ нам потребуется:
[
n_{H_2} = 0.25 \text{ моль N}_2 \times 3 = 0.75 \text{ моль H}_2
]
Шаг 3: Находим объем водорода (H₂) при стандартных условиях.
При стандартных условиях (нормальные условия) 1 моль газа занимает объем 22.4 литра. Теперь мы можем найти объем водорода, используя количество молей H₂:
[
V_{H_2} = n_{H_2} \times V_{\text{моль}} = 0.75 \text{ моль} \times 22.4 \text{ л/моль} = 16.8 \text{ л}
]
Ответ:
Объем водорода, который вступит в реакцию с 7 г азота (N₂) для получения аммиака (NH₃), равен 16.8 литров.
