Номер 5, страница 44 - гдз по химии 10 класс учебник Еремин, Кузьменко

5. Определите объём аммиака, который теоретически можно получить из 100 л азота. Какой объём водорода при этом израсходуется? Объёмы газов измерены при одинаковых условиях.

Дано:

$V(N_2) = 100$ л

Объёмы газов измерены при одинаковых условиях.

Найти:

$V(NH_3)$ - ?

$V(H_2)$ - ?

Решение:

Сначала запишем уравнение реакции синтеза аммиака из азота и водорода:

$N_2 + 3H_2 \rightarrow 2NH_3$

Поскольку в условии задачи указано, что объёмы газов измерены при одинаковых условиях (т.е. при одинаковых температуре и давлении), мы можем воспользоваться законом объёмных отношений газов (закон Гей-Люссака). Согласно этому закону, объёмы газов, вступающих в реакцию и образующихся в результате реакции, соотносятся между собой как небольшие целые числа, которые равны их стехиометрическим коэффициентам в уравнении реакции.

Из уравнения реакции видно, что соотношение объёмов азота, водорода и аммиака следующее:

$V(N_2) : V(H_2) : V(NH_3) = 1 : 3 : 2$

Используя это соотношение, мы можем рассчитать искомые объёмы.

Определите объём аммиака, который теоретически можно получить из 100 л азота.

Составим пропорцию, исходя из соотношения объёмов азота и аммиака:

$\frac{V(N_2)}{V(NH_3)} = \frac{1}{2}$

Подставим известное значение объёма азота ($V(N_2) = 100$ л):

$\frac{100 \text{ л}}{V(NH_3)} = \frac{1}{2}$

Отсюда выразим и вычислим объём аммиака:

$V(NH_3) = 2 \cdot 100 \text{ л} = 200 \text{ л}$

Ответ: объём аммиака, который теоретически можно получить, равен 200 л.

Какой объём водорода при этом израсходуется?

Аналогично, составим пропорцию для нахождения объёма водорода, используя соотношение объёмов азота и водорода:

$\frac{V(N_2)}{V(H_2)} = \frac{1}{3}$

Подставим известное значение объёма азота:

$\frac{100 \text{ л}}{V(H_2)} = \frac{1}{3}$

Отсюда выразим и вычислим объём водорода:

$V(H_2) = 3 \cdot 100 \text{ л} = 300 \text{ л}$

Ответ: при этом израсходуется 300 л водорода.