Номер 14, страница 146 - гдз по химии 8 класс проверочные и контрольные работы Габриелян, Лысова

14. Аммиак $NH_3$ — сырьё для производства удобрений, азотной кислоты, взрывчатых веществ, синтетических волокон — получают взаимодействием азота и водорода. Определите объём аммиака (н. у.), который можно получить из 10 моль азота.

Дано:

Количество вещества азота $v(\text{N}_2) = 10 \text{ моль}$

Условия: нормальные (н. у.)

Молярный объем газа при н. у. $V_m = 22,4 \text{ л/моль}$

Найти:

Объем аммиака $V(\text{NH}_3)$ - ?

Решение:

1. Сначала запишем уравнение химической реакции получения аммиака из азота и водорода. Это обратимый процесс, известный как процесс Габера-Боша:

$\text{N}_2 + 3\text{H}_2 \rightleftharpoons 2\text{NH}_3$

Из этого уравнения видно стехиометрическое соотношение между реагентами и продуктами. На 1 моль азота ($\text{N}_2$) приходится 3 моль водорода ($\text{H}_2$) и образуется 2 моль аммиака ($\text{NH}_3$).

2. По уравнению реакции определим количество вещества аммиака, которое может быть получено из 10 моль азота. Соотношение количеств веществ азота и аммиака составляет:

$\frac{v(\text{N}_2)}{1} = \frac{v(\text{NH}_3)}{2}$

Отсюда выражаем количество вещества аммиака:

$v(\text{NH}_3) = 2 \times v(\text{N}_2)$

Подставляем данное значение количества вещества азота:

$v(\text{NH}_3) = 2 \times 10 \text{ моль} = 20 \text{ моль}$

3. Теперь, зная количество вещества аммиака, мы можем найти его объем при нормальных условиях (н. у.). Согласно закону Авогадро, 1 моль любого газа при н. у. занимает объем 22,4 литра. Этот объем называется молярным объемом ($V_m$). Объем газа рассчитывается по формуле:

$V = v \times V_m$

Рассчитаем объем аммиака:

$V(\text{NH}_3) = v(\text{NH}_3) \times V_m = 20 \text{ моль} \times 22,4 \text{ л/моль} = 448 \text{ л}$

Ответ: из 10 моль азота можно получить 448 л аммиака (при н. у.).