Давайте внимательно разберемся с задачей.
Задача:
Есть две реакции:
- (\mathrm{N_2 + 3H_2 \rightarrow 2NH_3})
- (\mathrm{C + 2H_2 \rightarrow CH_4})
Нам нужно определить, в каком случае для получения 5 моль продукта потребуется большая масса водорода.
Также даны варианты ответов по массе водорода:
- а) 1 — (15 г)
- б) 2 — (20 г)
- в) 1 — (20 г)
- г) 2 — (15 г)
Шаг 1: Рассчитаем массу водорода, необходимого для получения 5 моль каждого продукта.
Для реакции 1 (образование аммиака, (NH_3)):
- Уравнение: (\mathrm{N_2 + 3H_2 \rightarrow 2NH_3})
- 1 моль (N_2) реагирует с 3 моль (H_2) и дает 2 моль (NH_3).
Чтобы получить 5 моль (NH_3), определим, сколько нужно реагента:
[
\text{Из уравнения: } 2, \text{моль } NH_3 \leftrightarrow 3, \text{моль } H_2
]
Чтобы получить 5 моль (NH_3):
[
\frac{5, \text{моль } NH_3}{2} \times 3, \text{моль } H_2 = 7,5, \text{моль } H_2
]
Итак, для получения 5 моль (NH_3) требуется 7,5 моль водорода.
Для реакции 2 (образование метана, (CH_4)):
- Уравнение: (\mathrm{C + 2H_2 \rightarrow CH_4})
- 1 моль (C) реагирует с 2 моль (H_2) и дает 1 моль (CH_4).
Чтобы получить 5 моль (CH_4):
[
5, \text{моль } CH_4 \Rightarrow \text{требуется } 5 \times 2 = 10, \text{моль } H_2
]
Итак, для получения 5 моль (CH_4) нужно 10 моль водорода.
Шаг 2: Рассчитаем массу водорода для каждого случая.
Молярная масса (H_2): 2 г/моль.
- Для реакции 1: (7,5, \text{моль } H_2 \times 2, \text{г/моль} = 15, \textг)
- Для реакции 2: (10, \text{моль } H_2 \times 2, \text{г/моль} = 20, \textг)
Ответ:
- В случае получения 5 моль продукта по реакции 1 (аммиак) потребуется 15 г водорода.
- В случае получения 5 моль продукта по реакции 2 (метан) потребуется 20 г водорода.
Это соответствует варианту:
б) 2 — (20 г), так как для реакции с продуктом (CH_4) требуется более тяжелое количество водорода — 20 г.
Правильный ответ: б) 2 — (20 г).
Если понадобится объяснение или уточнения — спрашивайте!
