. ЗАДАЧА. При взаимодействии водорода с 100 л (н. у.) азота получили 45 г аммиака. Чему равен выход продукта в процентах от теоретически воз...
Условие:
. ЗАДАЧА. При взаимодействии водорода с 100 л (н. у.) азота получили 45 г аммиака. Чему равен выход продукта в процентах от теоретически возможного? [45]
Решение:
Для решения этой задачи нам необходимо вычислить выход продукта в процентах от теоретически возможного. Для этого нам понадобится знать молярные массы веществ и уравнение реакции.
Уравнение реакции между водородом (H2) и азотом (N2) для образования аммиака (NH3) выглядит следующим образом:
N2 + 3H2 -> 2NH3
Молярная масса N2 равна 28 г/моль, молярная масса H2 равна 2 г/моль, а молярная масса NH3 равна 17 г/моль.
Исходя из уравнения реакции, видно, что для образования 2 моль аммиака требуется 1 моль N2 и 3 моль H2.
Масса аммиака, полученного из 100 л (н. у.) азота, равна 45 г. Чтобы определить, какая часть этой массы является выходом продукта относительно теоретически возможного, мы должны сравнить массу аммиака, полученного с массой аммиака, которая была бы получена, если бы все исходные вещества были полностью превращены в аммиак.
Масса N2 в 100 л (н. у.) азота можно рассчитать, зная его плотность при нормальных условиях (1,25 г/л):
Масса N2 = объем азота * плотность азота = 100 л * 1,25 г/л = 125 г
Таким образом, теоретически возможная масса аммиака, которая могла бы быть получена из 100 л (н. у.) азота, равна:
Теоретически возможная масса аммиака = (масса N2 / молярная масса N2) * (молярная масса NH3 / коэффициент превращения N2 в NH3) = (125 г / 28 г/моль) * (17 г/моль / 1) = 75,89 г
Теперь мы можем рассчитать выход продукта в процентах от теоретически возможного:
Выход продукта (%) = (масса аммиака / теоретически возможная масса аммиака) * 100% = (45 г / 75,89 г) * 100% = 59,2%
Таким образом, выход продукта составляет около 59,2% от теоретически возможного.