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!