Вопрос от посетителя
Вычислите массу (в кг) аммиака, который получается при взаимодействии 2 кмоль азота и 67,2 м3 водорода
Отвечает Илюха:
Дано:
n(N2) = 2 кмоль
V(H2) = 67,2 м3 = 67200 л (1 м3 = 1000 л, метры кубические переводим в литры, поскольку молярный объем дан в литрах)
Vm = 22,4 л/ моль – молярный объем (1 моль газа занимает при нормальных условиях объем 22,4 л)
M(H2) = 2 г/моль – молярная масса водорода
M(N2) = 28 г/моль – молярная масса азота
M(NH3) = 17 г/моль – молярная масса аммиака
Решение:
Уравнение реакции
3H2 + N2 = 2NH3 (500 градусов Цельсия, повышенное давление, катализатор – железо)
Количество вещества водорода
n(H2) = V(H2)/Vm = 67200/22,4 = 3000 моль = 3 кмоль
Согласно уравнению реакции один объем (моль) азота вступит в реакцию тремя объемами (молями) водорода.
Следовательно, должно выполняться условие
n(H2) = 3n(N2)
Мы имеем
3 кмоль < 3*2 кмоль
n(H2) < 3n(N2)
Следовательно, водород взят в недостатке, а значит прореагирует полностью. Расчет будем вести по водороду, прореагировавшему полностью.
Согласно уравнению реакции количество вещества аммиака, образовавшегося в результате реакции ( на 3 моля прореагировавшего водорода приходится 2 моля образовавшегося аммиака)
n(NH3) = 2n(H2)/3 = 2*3/3 = 2 кмоль = 2000 моль
Масса образовавшегося аммиака
m(NH3) = n(NH3)*M(NH3) = 2000*17 = 34000 г = 34 кг