При взаимодействии водорода и азота получено 3,4 г аммиака, что составляет 25% от...

Question

При взаимодействии водорода и азота получено 3,4 г аммиака, что составляет 25% от теоретически возможного выхода. Определите объем воздуха, содержащего необходимый для реакции объем азота.

Answer 1

Пишем уравнение реакции:

 

N2 + 3H2 = 2NH3 (температура около 250 градусов, давление около 10 МПа, катализатор - губчатое железо с добавками платины, никеля). 

 

Это уравнение показывает образование 100-% аммиака (по массе), но так как реакция обратимая, этого никогда не бывает. Но при 100-% выходе масса аммиака составила бы:

 

m(NH3) = 3,4 г/0,25 = 13,6 г

 

n(NH3) = 13,6 г/17 г/моль = 0,8 моль

 

n(NH3) = 1/2n(N2) = 0,4 моль.

 

V(N2) = 0,4 моль * 22,4 л/моль = 8,96 л

 

Так как объёмная доля азота составляет 78%, то

 

Vвозд. = 8,96 л/0,78 = 11,5 л