Какие будут равновесные концентрации азота и водорода в данной смеси после нагревания и установления равновесия, если

Содержание вопроса: Равновесие реакции Габера-Боша в присутствии хладокатализатора

Объяснение:
Исходная задача предполагает рассмотрение реакции Габера-Боша, которая используется для синтеза аммиака. Эта реакция происходит между водородом (H₂) и азотом (N₂) в присутствии железного катализатора. Возможно возникновение равновесия, когда степени прямой и обратной реакции сравняются.

Плотность по гелию равна 1,8, что означает, что масса смеси равна объему умноженному на плотность по гелию:
Масса = 2 л × 1,8 г/л = 3,6 г.

Концентрация аммиака в равновесном состоянии составляет 0,1 моль/л, что означает, что при равновесии 0,1 моль аммиака содержится в 1 л равновесной смеси.

Поскольку по условию изначально имеется смесь водорода и азота массой 20 г, нам неизвестны их относительные количества в этой смеси. Чтобы определить, какое количество азота и водорода необходимо для синтеза указанного количества аммиака, необходимо использовать молярные соотношения.

По уравнению реакции Габера-Боша, на 1 моль аммиака требуется 3 моля водорода и 1 моль азота. Следовательно, при заданной концентрации аммиака можно вычислить количество водорода и азота, используя молярные соотношения и заданную концентрацию аммиака.

Доп. материал:
Масса водорода = 0,1 моль/л × 3 моль = 0,3 моль = 0,1 × 2 = 0,2 г
Масса азота = 0,1 моль/л × 1 моль = 0,1 моль = 0,1 × 2 = 0,1 г

Таким образом, равновесные концентрации азота и водорода в данной смеси после нагревания и установления равновесия будут составлять 0,1 г и 0,2 г соответственно.