В холодильнике в установках медицинская (на шатырный спирт) для производства азотной кислоты и ее солей удобрений. Смешали 20 литров азота и 20 литров водорода. Смесь нагрели. Какой объем аммиака был получен, если выход составил 20%?

Химия 9 класс Химические реакции и стехиометрия химия 9 класс объём аммиака выход аммиака реакция азота и водорода производственная химия аммиак 20% выход химические реакции расчеты в химии Новый

Для решения этой задачи нам нужно сначала понять, какие реакции происходят при смешивании азота и водорода. Азот (N2) и водород (H2) реагируют, образуя аммиак (NH3) по следующему уравнению:

N2 + 3H2 → 2NH3

Теперь давайте разберем, сколько аммиака может быть получено из 20 литров азота и 20 литров водорода.

1. Определим количество реагентов:
• У нас есть 20 литров азота (N2).
• У нас есть 20 литров водорода (H2).

Согласно уравнению реакции, для получения 1 моля азота требуется 3 моля водорода. Таким образом, соотношение реагентов следующее:

1. 1 моль N2 + 3 моль H2 → 2 моль NH3

Теперь переведем объемы в моли, используя закон Авогадро, который гласит, что равные объемы газов при одинаковых условиях содержат равное количество молей.

1. Определим, сколько молей каждого газа у нас есть:
• 20 литров N2 = 20 моль N2
• 20 литров H2 = 20 моль H2

Теперь найдем, какой газ будет ограничивающим:

1. Для 20 моль N2 потребуется:
• 20 моль N2 * 3 моль H2 / 1 моль N2 = 60 моль H2
2. У нас есть только 20 моль H2, следовательно, водород является ограничивающим реагентом.

Теперь мы можем вычислить, сколько аммиака будет получено из имеющегося водорода:

1. Определим, сколько аммиака можно получить:
• 20 моль H2 могут образовать:
• 20 моль H2 * 2 моль NH3 / 3 моль H2 = 13.33 моль NH3

Теперь мы знаем, что в теории можно получить 13.33 моль аммиака. Однако выход составил 20%, что означает, что фактически мы получим лишь 20% от этого количества:

1. Вычисляем фактический объем аммиака:
• Фактический объем NH3 = 13.33 моль * 0.20 = 2.67 моль NH3

Так как 1 моль газа занимает 22.4 литра при стандартных условиях, то:

1. Переведем молярный объем в литры:
• Объем NH3 = 2.67 моль * 22.4 литра/моль = 59.87 литра

Таким образом, фактический объем аммиака, полученного в результате реакции, составит примерно 59.87 литра. Однако учитывая, что выход составил 20%, фактически полученный объем аммиака будет:

1. Финальный расчет:
• 59.87 литра * 0.20 = 11.97 литра

Ответ: Объем аммиака, полученного в результате реакции, составит примерно 12 литров.