Сколько миллионов тонн аммиака производится годовишно, используя половину водорода, который получают из преобразования

Для решения этой задачи необходимо знать стехиометрический коэффициент преобразования метана и коэффициенты в превращении водорода в аммиак. Также предположим, что процесс преобразования метана и процесс производства аммиака происходят без потерь.

1. Найдем количество метана, используемого для получения водорода:
В 1 молекуле метана CH4 содержится 4 атома водорода.
Таким образом, в 200 млрд кубометров метана содержится:
\[200 \times 10^9 \text{ кубометров} \times 4 \text{ атома} = 800 \times 10^9\] атомов водорода.

2. Рассчитаем количество атомов водорода, используемых для производства аммиака:
Поскольку у нас есть только половина количества водорода, использованного из метана, мы можем рассчитать:
\[800 \times 10^9 \text{ атомов} \div 2 = 400 \times 10^9 \text{ атомов водорода}\]

3. Узнаем коэффициенты превращения водорода в аммиак:
В реакции превращения водорода в аммиак:
3 молекулы водорода (3H2) превращаются в 2 молекулы аммиака (2NH3).

4. Теперь мы можем найти количество аммиака, производимого из указанного количества водорода:
Для этого мы умножим количество молекул водорода на коэффициент превращения:
\[400 \times 10^9 \text{ атомов водорода} \times \frac{2 \text{ молекулы аммиака}}{3 \text{ молекулы водорода}} = \frac{800}{3} \times 10^9 \text{ молекул аммиака}\]

5. Переведем количество молекул аммиака в миллионы тонн:
Для этого нам нужно знать молярную массу аммиака. Молярная масса аммиака (NH3) равна 17 г/моль.
Одна моль аммиака состоит из \(6.022 \times 10^{23}\) молекул.
Таким образом, количество молекул аммиака можно перевести в массу, используя следующие пропорции:
\[1 \text{ моль} = 17 \text{ г}\]
\[1 \text{ моль} = 6.022 \times 10^{23} \text{ молекул}\]
Переведем количество молекул аммиака в количество молей:
\[\frac{\frac{800}{3} \times 10^9 \text{ молекул аммиака}}{6.022 \times 10^{23} \text{ молекул/моль}}\]
А теперь переведем массу аммиака из молов в миллионы тонн:
\[\frac{\frac{800}{3} \times 10^9 \text{ молекул аммиака}}{6.022 \times 10^{23} \text{ молекул/моль}} \times \frac{1 \text{ моль}}{17 \text{ г}} \times \frac{1 \text{ тонна}}{10^6 \text{ г}} \times \frac{10^6}{10^6 \text{ млн}}\]
Выполняя вычисления, получаем:
\[\frac{\frac{800}{3} \times 10^9 \times 10^6}{6.022 \times 10^{23} \times 17 \times 10^6} = \frac{800}{3 \times 6.022 \times 17} \times 10^3 \text{ млн тонн}\]
\[\approx 8.822 \times 10^{-4} \times 10^3 \text{ млн тонн}\]
\[= 8.822 \times 10^{-1} \text{ млн тонн}\]
\[\approx 0.8822 \text{ млн тонн (с округлением до целых)}\]

Таким образом, годовое производство аммиака составляет около 0.8822 млн тонн.