Якій об єм водню (н. у.) необхідно для отримання 425 кг амоніаку, якщо вихід продукту реакції складає 40%?

Тема: Расчет объема водорода для получения аммиака

Объяснение:

Для решения данной задачи нам необходимо учесть, что водород является одним из компонентов реакции получения аммиака. Реакция синтеза аммиака выглядит следующим образом:

N₂ + 3H₂ ⟶ 2NH₃

Из уравнения реакции видно, что для получения двух молей аммиака нам необходимо три моля водорода. Рассчитаем количество водорода, необходимое для получения 425 кг аммиака, учитывая, что выход продукта составляет 40%.

Сначала определим молекулярную массу аммиака (NH₃). Молярная масса аммиака равна сумме масс атомов водорода (H) и азота (N):

М(NH₃) = М(N) + 3 * М(H)

М(NH₃) = 14,01 + 3 * 1,01 = 17,04 г/моль

Затем найдем массу аммиака, используя выражение:

масса аммиака = (масса искомого вещества * 100) / выход продукта

Масса аммиака = (425000 * 100) / 40 = 1062500 г

Теперь рассчитаем количество молей аммиака, используя следующую формулу:

количество молей = масса / молярную массу

Количество молей аммиака = 1062500 / 17,04 = 62353,99 моль

Наконец, найдем количество молей водорода, учитывая, что для получения аммиака нам нужно 3 моли водорода на 2 моли аммиака:

Количество молей водорода = (количество молей аммиака * 3) / 2

Количество молей водорода = (62353,99 * 3) / 2 = 93530,99 моль

Теперь, чтобы найти объем водорода, воспользуемся уравнением состояния идеального газа:

V = n * V₀

где V₀ - молярный объем газа при нормальных условиях, равный 22,4 л/моль.

Объем водорода = 93530,99 * 22,4 = 2 093 053,99 л

Совет: Для лучшего понимания данной темы поможет изучение основных принципов химических реакций, таких как балансировка уравнений и определение количества веществ в реакции.

Упражнение: Какой объем водорода потребуется для получения 800 г аммиака, если выход продукта составляет 60%? Ответ округлите до ближайшего целого числа.