Для решения задачи сначала нужно понять, что у нас есть химическая реакция:

N2 + 3H2 = 2NH3

В этой реакции 1 моль азота (N2) реагирует с 3 молями водорода (H2) для образования 2 моль аммиака (NH3).

Теперь, чтобы рассчитать объемы водорода (VH2) и азота (VN2), нам нужно использовать закон Бойля-Мариотта и уравнение состояния идеального газа, которое гласит, что при одинаковых условиях (температура и давление) объемы газов пропорциональны количеству вещества (молям).

Сначала определим, сколько молей газов участвует в реакции:

• 1 моль N2
• 3 моль H2

Теперь, если мы знаем, что при реакции выделяется 92,4 кДж энергии, это не влияет на объемы газов, так как объемы зависят только от количества реагентов. Энергия, выделяющаяся или поглощаемая в реакции, не меняет соотношение объемов газов, если температура и давление остаются постоянными.

Теперь мы можем рассчитать объемы газов, если, например, у нас есть 1 моль N2. В этом случае мы можем рассчитать объем H2, который необходим для реакции:

1. Для 1 моля N2 требуется 3 моля H2.
2. Таким образом, если у нас 1 моль N2, мы используем 3 моля H2.

Теперь, если мы знаем, что 1 моль любого газа занимает объем 22,4 литра (при нормальных условиях), мы можем рассчитать объемы:

• VN2 = 1 моль * 22,4 л/моль = 22,4 литра
• VH2 = 3 моль * 22,4 л/моль = 67,2 литра

Таким образом, для реакции, в которой участвует 1 моль N2, нам потребуется 3 моль H2. Объемы газов при нормальных условиях составят:

• Объем азота (VN2): 22,4 литра
• Объем водорода (VH2): 67,2 литра

Энергия, необходимая для образования кислорода, в данном случае не влияет на расчет объемов водорода и азота, так как мы рассматриваем только конкретную реакцию между азотом и водородом.