Какая масса азота необходима для получения 56 литров аммиака, учитывая, что потери составят 45% в процессе производства?

Химия 11 класс Реакции и стехиометрия масса азота получение аммиака 56 литров аммиака потери 45% химия 11 класс Новый

Для решения этой задачи нам нужно определить, сколько аммиака (NH3) мы хотим получить, а затем рассчитать, сколько азота (N2) потребуется для этого, учитывая потери.

Шаг 1: Определим объем аммиака.

Вы хотите получить 56 литров аммиака. Однако, учитывая, что потери составляют 45%, мы должны рассчитать, сколько аммиака нам нужно произвести на самом деле.

• Потери составляют 45%, значит, мы получим только 55% от произведенного объема.
• Обозначим необходимый объем аммиака как V. Тогда:
• 0.55 * V = 56 литров

Теперь найдем V:

• V = 56 литров / 0.55
• V ≈ 101.82 литров

Шаг 2: Рассчитаем количество молей аммиака.

Используем уравнение состояния идеального газа, чтобы найти количество молей аммиака:

• PV = nRT, где:
• P - давление (в атмосферах),
• V - объем (в литрах),
• n - количество молей,
• R - универсальная газовая постоянная (0.0821 л·атм/(моль·К)),
• T - температура (в Кельвинах).

При стандартных условиях (0°C и 1 атм) 1 моль газа занимает 22.4 литра. Таким образом:

• n = V / 22.4 = 101.82 литров / 22.4 литров/моль ≈ 4.54 моль NH3.

Шаг 3: Определим количество молей азота, необходимое для получения аммиака.

Согласно уравнению реакции:

N2 + 3H2 → 2NH3

Для получения 2 моль аммиака требуется 1 моль азота. Следовательно, для получения 4.54 моль аммиака потребуется:

• n(N2) = (4.54 моль NH3) * (1 моль N2 / 2 моль NH3) = 2.27 моль N2.

Шаг 4: Рассчитаем массу необходимого азота.

Молярная масса азота (N2) составляет 28 г/моль. Теперь мы можем найти массу азота:

• m(N2) = n(N2) * M(N2) = 2.27 моль * 28 г/моль ≈ 63.56 г.

Шаг 5: Учитываем потери.

Поскольку это количество азота необходимо для получения 101.82 литров аммиака с учетом потерь, то нам нужно увеличить массу азота на 45%:

• m(необходимый) = m(N2) / (1 - 0.45) = 63.56 г / 0.55 ≈ 115.56 г.

Ответ: Для получения 56 литров аммиака с учетом потерь необходимо примерно 115.56 граммов азота.