Для синтеза аммиака 10 10 л азота смешали с 50 50 л водорода в присутствии катализатора при нагревании и повышенном давлении. При этом удалось получить 9 9 л аммиака. Каков выход…

Давайте решим задачу шаг за шагом и подробно объясним каждый этап.

Дано:

• Объем азота (N₂): 10 л
• Объем водорода (H₂): 50 л
• Объем полученного аммиака (NH₃): 9 л

Цель:

Найти выход реакции в процентах.

1. Запишем реакцию:

\[ \mathrm{N_2 + 3H_2 \rightarrow 2NH_3} \]

Это стехиометрическая реакция. Она говорит нам, что:

• 1 молекула (или объем) N₂ реагирует со 3 молекулами H₂
• В результате получается 2 молекулы (объемы) NH₃

2. Определим теоретический объем аммиака при полном построении по исходным веществам.

Из реакции видно, что:

• Для 10 л N₂ требуется 3 × 10 л = 30 л H₂

Поскольку у нас есть 50 л H₂, он превышает минимально необходимое количество (30 л), значит утечек или несовершенства в реакции не учитываем, а реакции идет так, как по расчетам.

Расчет теоретического объема NH₃:

• На 1 объем N₂ получается 2 объема NH₃
• Изначально N₂ — 10 л

Тогда теоретический объем NH₃ (при полном использовании N₂):

\[ V_{\text{теоретический}} = 2 \times V_{N_2} = 2 \times 10 = 20\ \text{л} \]

Это объем аммиака, который мог бы образоваться, если бы реакция прошла идеально полностью, без потерь.

3. Расчет фактического выхода:

Фактический объем аммиака получен экспериментально и равен 9 л.

4. Вычисление выхода реакции:

Выход по формуле:

\[ \text{Выход (\%)} = \frac{\text{Фактический объем}}{\textоретический объем}} \times 100\% \]

Подставляем значения:

\[ \text{Выход} = \frac{9}{20} \times 100\% = 45\% \]

Ответ:

Выход реакции составляет 45%.

Если нужно объяснение более подробно или есть другие вопросы, не стесняйтесь!