Номер 5, страница 31 - гдз по химии 7-9 класс дидактические и диагностические материалы Аршанский, Белохвостов

Дано:

Химическое количество аммиака: $n(\text{NH}_3) = 29 \text{ моль}$

Молярный объем газа (при нормальных условиях): $V_m = 22,4 \text{ л/моль}$

Найти:

Объем водорода $V(\text{H}_2)$ — ?

Решение:

Для решения задачи сначала запишем уравнение реакции синтеза аммиака из водорода и азота (процесс Габера-Боша):

$ \text{N}_2 + 3\text{H}_2 \rightarrow 2\text{NH}_3 $

Из уравнения реакции видно, что для получения 2 моль аммиака ($ \text{NH}_3 $) требуется 3 моль водорода ($ \text{H}_2 $). Таким образом, соотношение количеств веществ водорода и аммиака составляет 3:2.

$ \frac{n(\text{H}_2)}{n(\text{NH}_3)} = \frac{3}{2} $

Найдем химическое количество водорода, необходимое для получения 29 моль аммиака:

$ n(\text{H}_2) = \frac{3}{2} \times n(\text{NH}_3) = 1,5 \times 29 \text{ моль} = 43,5 \text{ моль} $

Теперь, зная химическое количество водорода, можем рассчитать его объем при нормальных условиях (н.у.), используя молярный объем газа $V_m = 22,4 \text{ л/моль}$.

$ V(\text{H}_2) = n(\text{H}_2) \times V_m $

$ V(\text{H}_2) = 43,5 \text{ моль} \times 22,4 \text{ л/моль} = 974,4 \text{ л} $

Информация о массе люцерны (50 кг) является уточнением, для чего необходим аммиак, и не используется в расчетах, так как количество необходимого аммиака уже дано в молях.

Ответ: для получения необходимого количества аммиака потребуется водород объемом 974,4 л.