Сколько получится объемов аммиака при взаимодействии 45 л водорода и 25 л азота? И сколько объемов оставшегося...

Для ответа на этот вопрос нужно знать уравнение реакции образования аммиака: 3H2 + N2 -> 2NH3

Так как коэффициенты перед веществами в уравнении реакции указывают соотношение их объемов, то мы видим, что для образования 2 объемов аммиака требуется 3 объема водорода и 1 объем азота.

Исходя из этого, чтобы получить 2 объема аммиака, нам потребуется 3 45 л водорода = 135 л и 25 л азота. Таким образом, аммиака получится 2 25 л = 50 л.

Оставшийся газ после реакции будет водород, так как он вступил в реакцию не полностью. Остаток водорода будет равен разнице между начальным объемом водорода и объемом, ушедшим на реакцию аммиакообразования: 135 л - 45 л = 90 л.

Для решения этой задачи нужно использовать уравнение реакции синтеза аммиака и закон объемных отношений для газов.

Уравнение реакции синтеза аммиака выглядит следующим образом:

[ \text{N}_2 + 3\text{H}_2 \rightarrow 2\text{NH}_3 ]

Согласно этому уравнению, 1 объем азота ((\text{N}_2)) реагирует с 3 объемами водорода ((\text{H}_2)) для образования 2 объемов аммиака ((\text{NH}_3)).

Давайте проанализируем данную задачу:

1. У нас есть 45 литров водорода и 25 литров азота.
2. Согласно уравнению, на каждый объем азота требуется 3 объема водорода.

Теперь рассчитаем:

• Из 25 литров азота нужно 3 раза больше водорода для полной реакции: [ 25 \, \text{л} \, \text{N}_2 \times 3 = 75 \, \text{л} \, \text{H}_2 ]

У нас есть только 45 литров водорода, что меньше 75 литров, необходимых для реакции с 25 литрами азота. Это означает, что водород является лимитирующим реагентом.

1. Сколько литров азота прореагирует с 45 литрами водорода?

• Поскольку на 3 объема водорода требуется 1 объем азота, то 45 литров водорода будут реагировать с: [ \frac{45 \, \text{л} \, \text{H}_2}{3} = 15 \, \text{л} \, \text{N}_2 ]

1. Теперь рассчитаем объем аммиака, который образуется:

• Из 3 объемов водорода и 1 объема азота образуется 2 объема аммиака. Следовательно, 45 литров водорода с 15 литрами азота образуют: [ \frac{45 \, \text{л} \, \text{H}_2}{3} \times 2 = 30 \, \text{л} \, \text{NH}_3 ]

1. Рассчитаем объем оставшегося газа:

• Из 25 литров азота 15 литров прореагируют, оставив 10 литров азота.
• Водород весь прореагировал, поэтому его не останется.

Таким образом, в результате реакции образуется 30 литров аммиака, и остается 10 литров азота.