Question

Який об'єм амоніаку утвориться при взаємодії 21л водню з 10 л азоту? Який газ і в якому об'ємі залишиться в надлишку?

Answer 1

Для відповіді на це питання необхідно знати хімічну реакцію взаємодії водню (H2) з азотом (N2) для утворення амоніаку (NH3):

3H2 + N2 → 2NH3

За реакцією видно, що одна молекула азоту (N2) реагує з трьома молекулами водню (H2) для утворення двох молекул амоніаку (NH3).

Тепер подивимось, який з реактантів буде обмежуючим фактором. Для цього переведемо об'єми газів до молів, використовуючи їхні об'єми за н.у. (нормальних умовах) - температурі 0°C та тиску 1 атм:

Об'єм водню (H2) = 21 л

Об'єм азоту (N2) = 10 л

Оскільки одна молекула ідеального газу займає 22,4 л при н.у., переведемо об'єми газів до молів:

Молі водню (H2) = (21 л) / (22,4 л/моль) ≈ 0,9375 моль

Молі азоту (N2) = (10 л) / (22,4 л/моль) ≈ 0,4464 моль

Згідно з реакцією, щоб повністю використати всі молі водню (H2), потрібно 3 молі водню на 1 моль азоту. З урахуванням цього співвідношення, можемо визначити, скільки молей азоту (N2) буде використано:

Молі водню (H2) / 3 = 0,9375 моль / 3 ≈ 0,3125 моль

Оскільки коефіцієнт при азоті (N2) у реакції є 1, це означає, що буде використано 0,3125 моль азоту (N2). Це менше, ніж наявна кількість азоту, тому азот буде надлишковим реагентом.

Тепер можемо визначити кількість амоніаку (NH3), який утвориться. ОскільОскільки одна молекула азоту (N2) утворює дві молекули амоніаку (NH3) згідно з реакцією, ми можемо використати мольний співвідношення для визначення кількості амоніаку:

0,3125 моль N2 * 2 моль NH3 / 1 моль N2 = 0,625 моль NH3

Тепер, щоб визначити об'єм амоніаку (NH3), ми повинні перевести молі в об'єм, використовуючи об'єм за н.у.:

Об'єм NH3 = (0,625 моль NH3) * (22,4 л/моль) ≈ 14 л

Отже, при взаємодії 21 л водню (H2) з 10 л азоту (N2) утвориться приблизно 14 л амоніаку (NH3).

Тепер ми можемо визначити, який газ і в якому об'ємі залишиться в надлишку. Для цього візьмемо врахуємо об'єми реагентів та використаний об'єм азоту (N2):

Об'єм водню (H2) - використаний об'єм водню (H2) = 21 л - 14 л = 7 л

Отже, в надлишку залишиться 7 л водню (H2).

Таким чином, після взаємодії 21 л водню (H2) з 10 л азоту (N2), утвориться 14 л амоніаку (NH3), а 7 л водню (H2) залишиться в надлишку.

ПОЗНАЧТЕ ЯК НАЙКРАЩУ ВІДПОВІДЬ БУДЬ ЛАСКА