Для решения задачи давайте вспомним, как происходит реакция между водородом и азотом, которая приводит к образованию аммиака (NH₃). Уравнение реакции выглядит следующим образом:
[ N_2 + 3H_2 \rightarrow 2NH_3 ]
Теперь, шаг за шагом, рассчитаем, сколько объема водорода потребуется для получения 500 кубических метров аммиака.
Шаг 1: Определение молярных объемов
При нормальных условиях (н. у.) 1 м³ газа содержит 1 моль газа (по приближению, для идеальных газов). Таким образом, мы можем использовать объем газа вместо количества молей.
Шаг 2: Определение соотношения в реакции
Из уравнения реакции видно, что:
- 1 объём газа азота (N₂) реагирует с 3 объемами газа водорода (H₂) для образования 2 объемов газа аммиака (NH₃).
Это можно записать как:
[ 1 , \text{N}_2 + 3 , \text{H}_2 \rightarrow 2 , \text{NH}_3 ]
Шаг 3: Определение необходимого объема водорода
Согласно уравнению реакции, на 2 объемам аммиака требуется 3 объема водорода. Соответственно, для 500 м³ аммиака нам нужно определить, сколько водорода потребуется:
Вычислим, сколько объемов водорода нужно на 500 м³ аммиака:
[
\text{Объем } H_2 = \left(\frac{3 , \text{м³} , H_2}{2 , \text{м³} , NH_3}\right) \times 500 , \text{м³} , NH_3
]
Посчитаем:
[
\text{Объем } H_2 = \left( \frac{3}{2} \right) \times 500 = 750 , \text{м³}
]
Шаг 4: Итоговый ответ
Таким образом, для получения 500 м³ аммиака необходимо прореагировать 750 м³ водорода.
Ответ:
750 м³ водорода.
