Якою буде маса амоніаку, отриманого з 98 кг азоту та 10 кг водню? Завдання спрямоване на розвиток критичного мислення

Для решения этой задачи необходимо использовать молярные соотношения в химии.

Шаг 1: Определение молярных соотношений
Сначала нам нужно узнать соотношение между азотом и аммиаком, а также между водородом и аммиаком. Для этого нам понадобятся молярные массы.

Молярная масса азота (N₂) составляет приблизительно 28 г/моль.
Молярная масса водорода (H₂) составляет примерно 2 г/моль.
Молярная масса аммиака (NH₃) составляет приблизительно 17 г/моль.

Шаг 2: Расчет количества вещества
Теперь мы можем использовать эти молярные массы для расчета количества вещества.

По условию задачи, у нас имеется 98 кг азота и 10 кг водорода. Чтобы получить количество вещества в молях, необходимо разделить массу на молярную массу соответствующего вещества.

Количество молей азота (n(N₂)) = масса азота (m(N₂)) / молярная масса азота (M(N₂))
Количество молей водорода (n(H₂)) = масса водорода (m(H₂)) / молярная масса водорода (M(H₂))

Для азота:
n(N₂) = 98000 г / 28 г/моль
n(N₂) ≈ 3500 моль

Для водорода:
n(H₂) = 10000 г / 2 г/моль
n(H₂) = 5000 моль

Шаг 3: Определение количества аммиака
Поскольку аммиак (NH₃) образуется из одной молекулы азота (N₂) и трех молекул водорода (H₂), соотношение между ними будет следующим:

N₂ + 3H₂ -> 2NH₃

Следовательно, для образования одной молекулы аммиака требуется одна молекула азота и три молекулы водорода.

Количество молекул аммиака (N(NH₃)) = min(n(N₂), n(H₂)/3), где min означает взятие меньшего значения из двух.

Подставляя значения, найденные на предыдущем шаге:
N(NH₃) = min(3500 моль, (5000 моль)/3)
N(NH₃) = min(3500 моль, 1666.67 моль)
N(NH₃) ≈ 1666.67 моль

Шаг 4: Расчет массы аммиака
Теперь, когда мы знаем количество молекул аммиака, мы можем определить его массу:

Масса аммиака (m(NH₃)) = количество молекул аммиака (N(NH₃)) × молярная масса аммиака (M(NH₃))
m(NH₃) = 1666.67 моль × 17 г/моль
m(NH₃) ≈ 28333.39 г

Ответ: Масса аммиака, полученного из 98 кг азота и 10 кг водорода, составляет примерно 28333.39 г.