Для решения этой задачи нам нужно использовать основные законы химии, связанные с газами, а также уравнение реакции между азотом и водородом. Давайте разберем шаги по порядку.

Азот (N2) и водород (H2) реагируют друг с другом, образуя аммиак (NH3) по следующему уравнению:

N2 + 3H2 → 2NH3

Это уравнение показывает, что 1 моль азота реагирует с 3 молями водорода, образуя 2 моля аммиака.

У нас есть 5 литров азота и 2 литра водорода. Поскольку газы при одинаковых условиях (температура и давление) занимают одинаковые объемы, мы можем использовать объемы для определения количества вещества.

• Объем азота (V(N2)) = 5 л
• Объем водорода (V(H2)) = 2 л

Теперь найдем количество вещества (n) для каждого газа, используя формулу:

n = V / Vm

где Vm - молярный объем газа (при нормальных условиях Vm ≈ 22,4 л/моль).

• n(N2) = 5 л / 22,4 л/моль ≈ 0,223 моль
• n(H2) = 2 л / 22,4 л/моль ≈ 0,089 моль

Смотрим на соотношение реагентов по уравнению реакции:

1 моль N2 реагирует с 3 молями H2. Значит, для 0,223 моль N2 потребуется:

0,223 моль N2 * 3 = 0,669 моль H2

Но у нас только 0,089 моль H2, следовательно, водород является ограничивающим реагентом.

По уравнению реакции 3 моль H2 дают 2 моль NH3. Значит, из 0,089 моль H2 получится:

0,089 моль H2 * (2 моль NH3 / 3 моль H2) = 0,0593 моль NH3.

• Объем NH3 (при нормальных условиях) = n * Vm = 0,0593 моль * 22,4 л/моль ≈ 1,33 л.
• Молярная масса NH3 ≈ 17 г/моль, следовательно, масса NH3 = n * M = 0,0593 моль * 17 г/моль ≈ 1,01 г.
• Чтобы найти число молекул, используем число Авогадро (NA ≈ 6,022 * 10^23 молекул/моль):
• Число молекул NH3 = n * NA = 0,0593 моль * 6,022 * 10^23 молекул/моль ≈ 3,57 * 10^22 молекул.

• Количество вещества NH3 ≈ 0,0593 моль
• Объем NH3 ≈ 1,33 л
• Масса NH3 ≈ 1,01 г
• Число молекул NH3 ≈ 3,57 * 10^22 молекул

Таким образом, мы успешно вычислили все необходимые параметры для полученного газа аммиака.