Дано: Масса продукта (NH3) = 8,5 г, выход продукта реакции = 90%
Найти: Объем азота
Решение с расчетом:
1. Начнем с уравнения реакции образования аммиака:
N2 + 3H2 → 2NH3
2. Рассчитаем количество вещества аммиака по массе, используя его молярную массу:
Молярная масса NH3 = 14 г/моль + 3 * 1 г/моль = 17 г/моль
Количество молей NH3 = масса/Mолярная масса = 8,5 г / 17 г/моль * 0,9 ≈ 0,45 моль
3. Из уравнения реакции видно, что на образование 2 моль NH3 требуется 1 моль N2. Таким образом, количество молей N2, затраченное на реакцию, также равно 0,45 моль.
4. Теперь найдем объем азота, используя уравнение состояния идеального газа PV = nRT, где P - давление, V - объем, n - количество вещества, R - универсальная газовая постоянная, T - температура.
При нормальных условиях (0°C и 1 атм):
V = nRT/P = 0,45 моль * 0,0821 атм*л/(моль*К) * 273 К / 1 атм ≈ 10 л
Ответ: Объем азота, использованного для синтеза аммиака при 90% выходе продукта, составляет примерно 10 л.