Яким об ємом водню треба скористатися для виробництва амоніаку NH3?

Чтобы решить эту задачу, нам понадобится знать реакцию синтеза аммиака и стехиометрические коэффициенты этой реакции.

Реакция синтеза аммиака: N2 + 3H2 -> 2NH3

Из уравнения реакции видно, что для образования двух молекул NH3 требуется одна молекула N2 и три молекулы H2. Но нам дано количество аммиака, а не азота и водорода. Поэтому нам нужно вычислить, сколько молекул аммиака необходимо, и определить, сколько молекул N2 и H2 нужно для этого.

Молекулярная масса аммиака (NH3) равна 17 г/моль. Таким образом, общая масса аммиака, которую нам необходимо получить, будет 17 г.

Поскольку одна молекула N2 образует две молекулы NH3, а одна молекула H2 образует три молекулы NH3, мы можем использовать это соотношение для определения количества молекул N2 и H2, необходимых для образования нужного количества аммиака.

Давайте приступим к расчетам:

1. Рассчитаем количество молекул аммиака:
Масса аммиака (г) / Молярная масса аммиака (г/моль) = Количество молей аммиака

17 г / 17 г/моль = 1 моль аммиака

2. Определим количество молекул N2:
Количество молей аммиака * Коэффициент перед N2 (из уравнения реакции) = Количество молей N2

1 моль аммиака * 1 моль N2 / 2 моль NH3 = 0.5 моль N2

3. Определим количество молекул H2:
Количество молей аммиака * Коэффициент перед H2 (из уравнения реакции) = Количество молей H2

1 моль аммиака * 3 моль H2 / 2 моль NH3 = 1.5 моль H2

Таким образом, нам необходимо использовать 0.5 моль N2 и 1.5 моль H2 для производства 1 моля аммиака.

Теперь, чтобы найти объем водорода, который нам нужно использовать, мы должны знать стандартные условия температуры и давления (STP). В STP один моль идеального газа занимает примерно 22,4 литра объема.

4. Рассчитаем объем водорода:
Количество молей H2 * Объем одной моли газа (при STP) = Общий объем водорода

1.5 моль H2 * 22.4 литра/моль = 33.6 литра водорода

Следовательно, нам необходимо использовать приблизительно 33.6 литров водорода для производства нужного количества аммиака.

Итак, с учетом всех рассчетов, объем водорода, необходимый для производства аммиака (NH3), составляет приблизительно 33.6 литра.