составьте математический баланс производства аммиака, полагая, что исходная смесь состоит из водорода и азота в схематическом отношение И что массовая доле выхода аммиака составляет 20% от теоретического выхода аммиака. Расчёт ведётся на аммиаке массой 1 т

Чтобы составить математический баланс производства аммиака, мы должны использовать уравнение реакции, которая проходит между водородом (H2) и азотом (N2), чтобы образовать аммиак (NH3). Уравнение для этой реакции выглядит следующим образом:

N2 + 3H2 --> 2NH3

Теперь давайте рассмотрим процентную компоновку и составим уравнение баланса:

Пусть масса аммиака, который мы хотим произвести, равна 1 тонне (1000 кг). Теперь давайте рассчитаем массу водорода и азота, которые нужно использовать.

Массовая доля аммиака составляет 20% от теоретического выхода аммиака. Теоретический выход аммиака можно рассчитать, зная, что в каждой молекуле аммиака содержится 3 атома водорода, и умножив это на молярную массу водорода (1 г/моль), получим молярную массу аммиака (17 г/моль). Тогда:

Молярная масса аммиака = 3 * Молярная масса водорода = 3 * 1 г/моль = 3 г/моль

Теоретический выход аммиака = (Масса аммиака / Молярная масса аммиака) * 100%

Теоретический выход аммиака = (1000 кг / 3 г/моль) * 100% = (1000 кг / 0.003 кг/моль) * 100% = 3,33 * 10^5 моль

Теперь, зная теоретический выход аммиака, мы можем рассчитать массы водорода и азота, используя соотношение в исходной смеси.

Из вопроса у нас есть информация о схематическом отношении водорода к азоту равному 1:2, которое можно выразить следующим образом:

Водород / Азот = 1/2

Пусть масса азота в исходной смеси будет равна X кг, тогда масса водорода будет равна 2X кг. Тогда:

X кг + 2X кг = 1000 кг (вес аммиака)

3X = 1000 кг

X = 1000 кг / 3 = 333.33 кг

Теперь, зная массы водорода и азота, мы можем рассчитать количество вещества водорода и азота, используя их молярные массы (1 г/моль и 14 г/моль соответственно).

Количество вещества водорода = Масса водорода / Молярная масса водорода

Количество вещества водорода = (2X кг / 1 г/моль) = 2X моль

Количество вещества азота = Масса азота / Молярная масса азота

Количество вещества азота = (X кг / 14 г/моль) = X моль

Теперь составим уравнение баланса с учетом количество вещества реагентов и продуктов. Обратите внимание, что объем вещества не изменяется в ходе реакции, поэтому мы можем сравнять количество вещества вещества на обеих сторонах уравнения:

X моль + 2X моль = 2 * 3,33 * 10^5 моль

3X моль = 2 * 3,33 * 10^5 моль

X моль = 2 * 3,33 * 10^5 моль / 3 = 2,22 * 10^5 моль

Теперь мы можем использовать найденное количество вещества водорода и азота, чтобы рассчитать их массы:

Масса водорода = (2X моль * 1 г/моль) = 2X г = 2 * 2,22 * 10^5 г = 4,44 * 10^5 г

Масса азота = (X моль * 14 г/моль) = X г = 2,22 * 10^5 г

Итак, мы получили следующие результаты:
Масса аммиака = 1000 кг
Масса водорода = 4,44 * 10^5 г
Масса азота = 2,22 * 10^5 г

Я надеюсь, что это объяснение и решение помогли вам лучше понять, как составить математический баланс производства аммиака и получить все необходимые расчеты. Если у вас возникли дополнительные вопросы, пожалуйста, не стесняйтесь задавать их.