1. **Рассчитаем количество моль азота (N₂)**. Объем 8,96 литров газа при нормальных условиях (н. у.) соответствует 22,4 л/моль: \[ n/моль}} \approx 2. **Пишем уравнение реакции**:…
1. **Рассчитаем количество моль азота (N₂)**. Объем 8,96 литров газа при нормальных условиях (н. у.) соответствует 22,4 л/моль: \[ n/моль}} \approx 2. **Пишем уравнение реакции**: \[ N_2 + 3H_2 \rightarrow 2NH_3 \] Из уравнения видно, что 1 моль азота дает 2 моль аммиака. Следовательно, 0,4 моль азота даст: \[ n(NH_3) = 2 \cdot n(N_2) = 2 \cdot 0,4 \, \text{моль} = 0,8 \, \text{моль} \] 3. **Рассчитаем массу аммиака (NH₃)**. Молярная масса аммиака составляет примерно 17 г/моль. Следовательно, максимальная масса, которую мы могли бы получить из 0,8 моль: \[ m_{max} = n(NH_3) \cdot M(NH_3) = 0,8 \, \text{моль} \cdot 17 \, \text{г/моль} = 13,6 \, \text{г} \] 4. **Определим выход реакции**. Выход реакции представлен как отношение фактически полученной массы к теоретически возможной: \[ \text{Выход} = \frac{m_{факт}}{m_{max}} \cdot 100\% \] где \( m_{факт} = 12,92 \, \text{г} \) (фактически полученная масса аммиака). Подставим значения: \[ \text{Выход} = \frac{12,92 \, \text{г}}{13,6 \, \text{г}} \cdot 100\% \approx 95\% \] Таким образом, мольный выход реакции составляет примерно 95%.
Ниже подробное решение пошагово, адаптировано под общую школьную задачу (без указания предмета/класса).
Дано:
- Объем N2 при нормальных условиях: V = 8,96 л
- Уравнение реакции: N2 + 3 H2 → 2 NH3
- Масса полученного NH3 фактически: m_fact = 12,92 г
- Молекулярная масса NH3 ≈ 17,03 г/моль (для удобства можно взять ≈ 17 г/моль)
Найдём количество моль азота N2 При нормальных условиях 1 моль газа занимает 22,4 л. n(N2) = V / 22,4 л/моль = 8,96 л / 22,4 л/моль = 0,400 моль Итак, n(N2) ≈ 0,400 моль.
Определим теоретическое количество NH3 по стехиометрии Из уравнения реакции 1 моль N2 образует 2 моль NH3. n(NH3, теор) = 2 × n(N2) = 2 × 0,400 = 0,800 моль
Найдём теоретическую массу NH3 M(NH3) ≈ 17,03 г/моль, значит m(NH3, теор) = n(NH3, теор) × M(NH3) ≈ 0,800 × 17,03 ≈ 13,62 г Округлим до разумной точности: m(NH3, теор) ≈ 13,6 г.
Определим выход реакции Выход (эффективность) = (m_fact / m(NH3, теор)) × 100% Подстановка: m_fact = 12,92 г, m(NH3, теор) ≈ 13,6 г Выход ≈ (12,92 / 13,6) × 100% ≈ 0,949 × 100% ≈ 94,9%
Ответ:
- n(N2) ≈ 0,400 моль
- Теоретическое количество NH3: n(NH3, теор) ≈ 0,800 моль; m(NH3, теор) ≈ 13,6 г
- Фактическая масса NH3: m_fact = 12,92 г
- Выход реакции ≈ 94,9% (около 95%)
Замечания:
- В задаче предполагается, что азот(N2) лимитирующий реагент по данным объёма при нормальных условиях. Если бы объёмы/массы гидрогенла и NH3 были заданы иначе, ситуация могла бы измениться.
- Для более точной записи можно использовать M(NH3) = 17,03 г/моль и получить m(NH3, теор) ≈ 13,62 г; тогда выход ≈ 94,9%.
