Какой объём аммиака теоритически можно получить из 6 л водорода и 3 л азота?

N2+3H2=2NH3
ответ 4 литра

Для решения этой задачи, нам необходимо знать стехиометрическое соотношение между водородом и азотом при синтезе аммиака.

Введем стехиометрическое соотношение химического уравнения реакции синтеза аммиака:

N2 + 3H2 -> 2NH3

Это означает, что для синтеза одной молекулы аммиака необходимы одна молекула азота (N2) и три молекулы водорода (H2), и в результате образуется две молекулы аммиака (2NH3).

Теперь, чтобы найти количество аммиака, которое можно получить из 6 л водорода и 3 л азота, нужно применить закон Авогадро, согласно которому один мол объёма любого газа содержит одно и то же количество молекул.

Для начала, нужно определить количество вещества водорода и азота, выразив их в молях. Мы знаем, что при нормальных условиях (0°C и 1 атм), один молекулярный объем газа равен 22.4 литрам. Таким образом, количество молей водорода и азота можно найти, разделив объем каждого газа на 22.4 литра.

Для водорода:
Количество молей водорода = объем водорода / молекулярный объем водорода
Количество молей водорода = 6 л / 22.4 л/моль
Количество молей водорода ≈ 0.267 моль

Для азота:
Количество молей азота = объем азота / молекулярный объем азота
Количество молей азота = 3 л / 22.4 л/моль
Количество молей азота ≈ 0.134 моль

Теперь, для определения, какой объем аммиака можно получить, мы должны изначально определить ограничивающий реагент, то есть вещество, которое может исчерпаться первым и предотвратить дальнейшую реакцию. В данном случае, в соответствии с химическим уравнением, азот является ограничивающим реагентом, так как у нас есть только 0.134 моль азота, а требуется 1 моль азота для синтеза 2 молей аммиака.

Теперь, чтобы определить, какой объем аммиака можно получить, мы используем стехиометрический коэффициент между азотом и аммиаком в химическом уравнении: 1 моль азота соответствует 2 молям аммиака.

Объем аммиака = (количество молей азота x объем аммиака, получаемый из одной моли азота) x стехиометрический коэффициент aммиака / количество молей азота

Объем аммиака = (0.134 моль x 2) x 22.4 л/моль / 1 моль
Объем аммиака ≈ 6.01 л

Таким образом, теоретический объем аммиака, который можно получить из 6 л водорода и 3 л азота, составляет около 6.01 л.