Скільки водню необхідно для створення амоніаку масою 10т, якщо вихід амоніаку становить

Для решения этой задачи нам понадобится знать соотношение между массами аммиака и водорода в реакции синтеза аммиака.

Уравнение реакции синтеза аммиака выглядит следующим образом:

\[N_2 + 3H_2 \rightarrow 2NH_3\]

Из уравнения видно, что для образования одной молекулы аммиака необходимо три молекулы водорода. Теперь мы можем преобразовать данную информацию в массы.

Молярная масса аммиака (NH_3) равна приблизительно 17 г/моль.

Поскольку масса аммиака в задаче составляет 10 тонн (или 10 000 кг), нам нужно выразить это в граммах, умножив на 1000:

Масса аммиака = 10 000 кг * 1000 г/кг = 10 000 000 г

Теперь мы можем рассчитать количество молекул аммиака, зная его молярную массу:

Количество молекул аммиака = Масса аммиака / Молярная масса аммиака

Количество молекул аммиака = 10 000 000 г / 17 г/моль ≈ 588 235 моль

Так как соотношение между аммиаком и водородом в реакции составляет 2 к 3, мы можем рассчитать количество молекул водорода:

Количество молекул водорода = Количество молекул аммиака * (количество молекул водорода / количество молекул аммиака)

Количество молекул водорода = 588 235 моль * (3 молекулы H_2 / 2 молекулы NH_3) ≈ 882 352 моль

Теперь, зная соотношение 3 молекулы водорода к 1 молекуле атомного водорода (гидрида), мы можем рассчитать количество молекул атомного водорода:

Количество молекул атомного водорода = Количество молекул водорода * (количество атомов H / количество молекул водорода)

Количество молекул атомного водорода = 882 352 моль * (2 атома H / 1 молекула H_2) ≈ 1 764 704 моль

Наконец, зная, что один моль атомного водорода содержит около 6.022 х 10^23 атомов водорода (это называется постоянной Авогадро), мы можем рассчитать общее количество атомов водорода:

Общее количество атомов водорода = Количество молекул атомного водорода * (количество атомов H / количество молекул атомного водорода)

Общее количество атомов водорода = 1 764 704 моль * (6.022 х 10^23 атомов H / 1 моль H_2) ≈ 1.062 х 10^30 атомов

Таким образом, для создания аммиака массой 10 тонн нам понадобится примерно 1.062 х 10^30 атомов водорода.