Страница 65 - гдз по химии 8-9 класс задачник с помощником Гара, Габрусева

4.40. Для дезинфекции помещения используют сернистый газ. Вычислите объем оксида серы(IV) (н. у.), который можно получить при сжигании 8,96 л сероводорода.

Дано:

$V(H_2S) = 8,96$ л

Условия: н. у. (нормальные условия)

Найти:

$V(SO_2)$ - ?

Решение:

Для решения задачи необходимо составить уравнение химической реакции и провести расчеты на его основе.

1. Запишем уравнение реакции горения сероводорода ($H_2S$) в избытке кислорода. При этом образуются оксид серы(IV) ($SO_2$), также известный как сернистый газ, и вода ($H_2O$):

$2H_2S + 3O_2 \rightarrow 2SO_2 + 2H_2O$

2. Так как все объемы газов измеряются при одинаковых условиях (нормальных), можно применить закон объемных отношений газов (следствие из закона Авогадро). Согласно этому закону, объемы вступающих в реакцию и образующихся в результате реакции газов относятся друг к другу как их стехиометрические коэффициенты в уравнении реакции.

Из уравнения реакции видно, что коэффициенты перед сероводородом ($H_2S$) и оксидом серы(IV) ($SO_2$) равны:

$\frac{V(H_2S)}{V(SO_2)} = \frac{2}{2} = 1$

Следовательно, объемы этих газов равны:

$V(SO_2) = V(H_2S) = 8,96$ л

Можно также решить задачу через количество вещества:

1. Найдем количество вещества (моль) сероводорода, используя молярный объем газов при нормальных условиях ($V_m = 22,4$ л/моль):

$n(H_2S) = \frac{V(H_2S)}{V_m} = \frac{8,96 \text{ л}}{22,4 \text{ л/моль}} = 0,4 \text{ моль}$

2. По уравнению реакции, из 2 моль $H_2S$ образуется 2 моль $SO_2$. Значит, их количества вещества соотносятся как 1:1.

$n(SO_2) = n(H_2S) = 0,4 \text{ моль}$

3. Найдем объем оксида серы(IV), который занимает 0,4 моль при нормальных условиях:

$V(SO_2) = n(SO_2) \times V_m = 0,4 \text{ моль} \times 22,4 \text{ л/моль} = 8,96 \text{ л}$

Оба способа решения приводят к одному и тому же результату.

Ответ:объем оксида серы(IV) (н. у.), который можно получить, равен 8,96 л.

4.41. Аммиак горит в хлоре. Продукты горения — азот и хлороводород. Вычислите объем и количество вещества азота, если в реакцию вступило 5,6 л аммиака (объемы газов измерены при нормальных условиях).

Дано:

$V(NH_3) = 5.6 \text{ л}$
Условия: н.у. (нормальные условия)

$V(NH_3) = 5.6 \text{ л} = 5.6 \times 10^{-3} \text{ м}^3$

Найти:

$V(N_2)$ - ?
$n(N_2)$ - ?

Решение:

1. Запишем и уравняем уравнение реакции горения аммиака ($NH_3$) в хлоре ($Cl_2$). Согласно условию, продуктами реакции являются азот ($N_2$) и хлороводород ($HCl$):

$2NH_3 + 3Cl_2 \rightarrow N_2 + 6HCl$

2. Поскольку реакция протекает при нормальных условиях (н.у.), молярный объем любого газа ($V_m$) равен 22,4 л/моль. Вычислим количество вещества аммиака, вступившего в реакцию, по формуле $n = V / V_m$:

$n(NH_3) = \frac{V(NH_3)}{V_m} = \frac{5.6 \text{ л}}{22.4 \text{ л/моль}} = 0.25 \text{ моль}$

3. Используя уравнение реакции, найдем количество вещества образовавшегося азота. По стехиометрическим коэффициентам видно, что из 2 моль аммиака образуется 1 моль азота. Составим пропорцию:

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

Отсюда находим количество вещества азота:

$n(N_2) = \frac{1}{2} n(NH_3) = \frac{1}{2} \times 0.25 \text{ моль} = 0.125 \text{ моль}$

4. Теперь, зная количество вещества азота, можем вычислить его объем при нормальных условиях по формуле $V = n \times V_m$:

$V(N_2) = n(N_2) \times V_m = 0.125 \text{ моль} \times 22.4 \text{ л/моль} = 2.8 \text{ л}$

Этот же результат можно получить, используя закон объемных отношений для газов, согласно которому объемы газов в реакции соотносятся как их коэффициенты в уравнении. Так как из 2 объемов $NH_3$ образуется 1 объем $N_2$, то $V(N_2) = V(NH_3) / 2 = 5.6 \text{ л} / 2 = 2.8 \text{ л}$.

Ответ: объем азота 2,8 л; количество вещества азота 0,125 моль.

4.42. Вычислите, в каком объемном отношении должны быть смешаны оксид углерода(II) и кислород, чтобы при поджигании газы полностью прореагировали (н. у.).

Дано:

Реакция горения оксида углерода(II) ($CO$) в кислороде ($O_2$).

Условия: нормальные (н. у.).

Условие: газы должны прореагировать полностью, без остатка.

Найти:

Объемное отношение $V(CO) : V(O_2)$.

Решение:

1. Запишем уравнение реакции горения оксида углерода(II) (угарного газа) в кислороде. В результате реакции образуется оксид углерода(IV) (углекислый газ).

$$CO + O_2 \rightarrow CO_2$$

2. Уравняем количество атомов каждого элемента в левой и правой частях уравнения (расставим стехиометрические коэффициенты):

$$2CO + O_2 \rightarrow 2CO_2$$

3. Согласно закону объемных отношений (закон Гей-Люссака), при одинаковых условиях (температуре и давлении) объемы вступающих в реакцию газов относятся друг к другу и к объемам образующихся газообразных продуктов как небольшие целые числа. Эти числа равны стехиометрическим коэффициентам в уравнении реакции.

Из уравнения реакции видно, что для полного сгорания 2 моль оксида углерода(II) требуется 1 моль кислорода. Следовательно, их мольное отношение равно:

$$n(CO) : n(O_2) = 2 : 1$$

4. Так как для газов при нормальных условиях мольные отношения равны объемным отношениям, получаем:

$$V(CO) : V(O_2) = 2 : 1$$

Таким образом, чтобы оксид углерода(II) и кислород прореагировали полностью, их необходимо смешать в объемном отношении 2 к 1.

Ответ: для полного сгорания газов оксид углерода(II) и кислород необходимо смешать в объемном отношении 2:1.

4.43. Вычислите, какое вещество и в каком объеме (н. у.) должно образоваться из 2,24 л оксида азота(II) и кислорода. Какой объем кислорода (н. у.) вступит в реакцию?

Дано:

$V(NO) = 2,24$ л (н. у. - нормальные условия)

$V(NO) = 2,24 \text{ л} = 2,24 \cdot 10^{-3} \text{ м}^3$

Найти:

Вещество-продукт - ?

$V(\text{продукта}) - ?$

$V(O_2) - ?$

Решение:

Сначала запишем уравнение химической реакции между оксидом азота(II) и кислородом. При этой реакции образуется оксид азота(IV) (диоксид азота):

$2NO + O_2 \rightarrow 2NO_2$

Все вещества в реакции являются газами. Согласно закону объемных отношений Гей-Люссака, при постоянных температуре и давлении объемы реагирующих и образующихся газов относятся друг к другу как их стехиометрические коэффициенты. Для данной реакции соотношение объемов будет следующим:

$V(NO) : V(O_2) : V(NO_2) = 2 : 1 : 2$

Используя это соотношение, мы можем рассчитать неизвестные объемы.

какое вещество и в каком объеме (н. у.) должно образоваться

Из уравнения реакции видно, что образуется оксид азота(IV), химическая формула которого $NO_2$.

Теперь вычислим его объем. Согласно соотношению объемов $V(NO) : V(NO_2) = 2 : 2$, или $1:1$. Это означает, что объем образовавшегося оксида азота(IV) равен объему исходного оксида азота(II).

$V(NO_2) = V(NO) = 2,24 \text{ л}$

Ответ: в результате реакции должен образоваться оксид азота(IV) ($NO_2$) объемом 2,24 л.

Какой объем кислорода (н. у.) вступит в реакцию?

Используем то же соотношение объемов: $V(NO) : V(O_2) = 2 : 1$. Это означает, что объем кислорода, вступившего в реакцию, в два раза меньше объема оксида азота(II).

$V(O_2) = \frac{1}{2} \times V(NO) = \frac{1}{2} \times 2,24 \text{ л} = 1,12 \text{ л}$

Ответ: в реакцию вступит 1,12 л кислорода.

4.44. Вычислите, какой объем пропана подвергся процессу дегидрирования, если в результате реакции образовался пропилен и выделилось 11,2 л водорода (н. у.).

Дано:

$V(H_2) = 11,2$ л (н. у.)

Найти:

$V(C_3H_8)$ — ?

Решение:

1. Составим уравнение реакции дегидрирования пропана. В результате этой реакции из алкана (пропана) образуется алкен (пропилен) и выделяется водород:

$C_3H_8 \xrightarrow{t, kat} C_3H_6 + H_2$

2. Проанализируем стехиометрические коэффициенты в уравнении реакции. Коэффициенты перед формулами пропана ($C_3H_8$) и водорода ($H_2$) равны 1. Это означает, что из 1 моль пропана образуется 1 моль водорода. Таким образом, их количества веществ соотносятся как 1:1.

$n(C_3H_8) : n(H_2) = 1 : 1$

3. Согласно закону Авогадро, объемы газов при одинаковых условиях (в данном случае, нормальных условиях — н. у.) относятся так же, как их количества веществ. Поскольку соотношение молей пропана и водорода 1:1, то и их объемы будут находиться в том же соотношении.

$\frac{V(C_3H_8)}{V(H_2)} = \frac{n(C_3H_8)}{n(H_2)} = \frac{1}{1}$

Отсюда следует, что объем пропана, вступившего в реакцию, равен объему выделившегося водорода:

$V(C_3H_8) = V(H_2) = 11,2$ л

Для подтверждения можно провести расчеты через количество вещества.

а) Найдем количество вещества выделившегося водорода. Молярный объем любого газа при нормальных условиях ($V_m$) равен 22,4 л/моль.

$n(H_2) = \frac{V(H_2)}{V_m} = \frac{11,2 \text{ л}}{22,4 \text{ л/моль}} = 0,5 \text{ моль}$

б) По уравнению реакции, количество вещества пропана равно количеству вещества водорода:

$n(C_3H_8) = n(H_2) = 0,5 \text{ моль}$

в) Теперь вычислим объем пропана, который соответствует найденному количеству вещества:

$V(C_3H_8) = n(C_3H_8) \times V_m = 0,5 \text{ моль} \times 22,4 \text{ л/моль} = 11,2 \text{ л}$

Оба способа решения дают одинаковый результат.

Ответ: объем пропана, подвергшегося процессу дегидрирования, равен 11,2 л.

4.45. Вычислите объем водорода, необходимого для осуществления реакции гидрирования $0,56 \text{ м}^3$ ацетилена (н. у.) до получения этана.

Дано:

Объем ацетилена $V(\text{C}_2\text{H}_2) = 0,56 \, \text{м}^3$

Условия: нормальные (н. у.)

Найти:

Объем водорода $V(\text{H}_2)$ — ?

Решение:

Реакция гидрирования ацетилена (этина) до этана представляет собой реакцию присоединения водорода. Для полного насыщения тройной связи в молекуле ацетилена и превращения ее в одинарную связь в молекуле этана требуется две молекулы водорода.

Запишем уравнение химической реакции:

$C_2H_2 (\text{г}) + 2H_2 (\text{г}) \xrightarrow{\text{Ni, Pt или Pd}} C_2H_6 (\text{г})$

Поскольку все вещества, участвующие в реакции (ацетилен, водород, этан), являются газами и находятся при одинаковых условиях (в данном случае, нормальных), можно применить закон объемных отношений Гей-Люссака. Этот закон гласит, что объемы газов, вступающих в реакцию и образующихся в результате нее, соотносятся между собой как целые числа, равные их стехиометрическим коэффициентам в уравнении реакции.

Из уравнения реакции следует, что соотношение объемов ацетилена и водорода равно 1:2.

$\frac{V(\text{C}_2\text{H}_2)}{1} = \frac{V(\text{H}_2)}{2}$

Из этого соотношения выразим и вычислим искомый объем водорода:

$V(\text{H}_2) = 2 \times V(\text{C}_2\text{H}_2)$

Подставим данное значение объема ацетилена:

$V(\text{H}_2) = 2 \times 0,56 \, \text{м}^3 = 1,12 \, \text{м}^3$

Ответ: объем водорода, необходимый для гидрирования 0,56 м³ ацетилена, составляет 1,12 м³.

4.46. Сравните объемы кислорода, затраченного на сгорание 2 л ацетилена, 2 л этилена и 2 л этана (н. у.).

Дано:

$V(C_2H_2) = 2 \text{ л}$ (ацетилен)

$V(C_2H_4) = 2 \text{ л}$ (этилен)

$V(C_2H_6) = 2 \text{ л}$ (этан)

Все объемы измерены при нормальных условиях (н. у.).

Перевод в СИ:

Поскольку 1 л = $10^{-3} м^3$, то:

$V(C_2H_2) = 2 \times 10^{-3} \text{ м}^3$

$V(C_2H_4) = 2 \times 10^{-3} \text{ м}^3$

$V(C_2H_6) = 2 \times 10^{-3} \text{ м}^3$

Найти:

Сравнить объемы кислорода $V(O_2)$, затраченного на сгорание каждого из газов.

Решение:

Для решения задачи воспользуемся законом объемных отношений Гей-Люссака, который является следствием закона Авогадро. Согласно этому закону, при постоянных температуре и давлении объемы реагирующих газов и газообразных продуктов реакции относятся друг к другу как простые целые числа, равные их стехиометрическим коэффициентам в уравнении реакции. Это позволяет проводить расчеты непосредственно с объемами, без перехода к количеству вещества (молям).

1. Сгорание ацетилена ($C_2H_2$)

Составим и уравняем реакцию полного сгорания ацетилена:

$2C_2H_2 + 5O_2 \rightarrow 4CO_2 + 2H_2O$

Из уравнения реакции следует, что на 2 объема ацетилена расходуется 5 объемов кислорода. Обозначим искомый объем кислорода как $V_1(O_2)$.

Составим пропорцию:

$\frac{V(C_2H_2)}{V_1(O_2)} = \frac{2}{5}$

Подставим известное значение объема ацетилена:

$\frac{2 \text{ л}}{V_1(O_2)} = \frac{2}{5}$

Отсюда находим объем кислорода:

$V_1(O_2) = \frac{2 \text{ л} \times 5}{2} = 5 \text{ л}$

2. Сгорание этилена ($C_2H_4$)

Составим и уравняем реакцию полного сгорания этилена:

$C_2H_4 + 3O_2 \rightarrow 2CO_2 + 2H_2O$

Из уравнения реакции следует, что на 1 объем этилена расходуется 3 объема кислорода. Обозначим искомый объем кислорода как $V_2(O_2)$.

Составим пропорцию:

$\frac{V(C_2H_4)}{V_2(O_2)} = \frac{1}{3}$

Подставим известное значение объема этилена:

$\frac{2 \text{ л}}{V_2(O_2)} = \frac{1}{3}$

Отсюда находим объем кислорода:

$V_2(O_2) = 2 \text{ л} \times 3 = 6 \text{ л}$

3. Сгорание этана ($C_2H_6$)

Составим и уравняем реакцию полного сгорания этана:

$2C_2H_6 + 7O_2 \rightarrow 4CO_2 + 6H_2O$

Из уравнения реакции следует, что на 2 объема этана расходуется 7 объемов кислорода. Обозначим искомый объем кислорода как $V_3(O_2)$.

Составим пропорцию:

$\frac{V(C_2H_6)}{V_3(O_2)} = \frac{2}{7}$

Подставим известное значение объема этана:

$\frac{2 \text{ л}}{V_3(O_2)} = \frac{2}{7}$

Отсюда находим объем кислорода:

$V_3(O_2) = \frac{2 \text{ л} \times 7}{2} = 7 \text{ л}$

Сравнение полученных объемов

Мы рассчитали объемы кислорода, необходимые для сгорания 2 литров каждого из углеводородов:

• Для ацетилена: $V_1(O_2) = 5 \text{ л}$
• Для этилена: $V_2(O_2) = 6 \text{ л}$
• Для этана: $V_3(O_2) = 7 \text{ л}$

Сравнивая полученные значения, видим, что $5 \text{ л} < 6 \text{ л} < 7 \text{ л}$.

Следовательно, объем кислорода, необходимый для сгорания, увеличивается в ряду: ацетилен < этилен < этан.

Ответ: На сгорание 2 л ацетилена требуется 5 л кислорода, на сгорание 2 л этилена — 6 л кислорода, а на сгорание 2 л этана — 7 л кислорода. Таким образом, объем затраченного кислорода увеличивается в ряду: $V(O_2)_{\text{ацетилен}} < V(O_2)_{\text{этилен}} < V(O_2)_{\text{этан}}$.

4.47. Определите объем оксида углерода(IV) (н. у.), который может выделиться при сжигании 2 $м^3$ смеси газов этана и пропана, если этана в этой смеси 20%.

Дано:

$V_{смеси} = 2 \text{ м}^3$
$\phi(C_2H_6) = 20\% = 0.2$
$\phi(C_3H_8) = 100\% - 20\% = 80\% = 0.8$
Условия нормальные (н. у.)

Найти:

$V(CO_2) - ?$

Решение:

1. Найдем объемы этана ($C_2H_6$) и пропана ($C_3H_8$) в смеси. Объемная доля газа в смеси равна отношению его объема к общему объему смеси.

Объем этана: $V(C_2H_6) = V_{смеси} \times \phi(C_2H_6) = 2 \text{ м}^3 \times 0.2 = 0.4 \text{ м}^3$

Объем пропана: $V(C_3H_8) = V_{смеси} \times \phi(C_3H_8) = 2 \text{ м}^3 \times 0.8 = 1.6 \text{ м}^3$

2. Запишем уравнения реакций горения этана и пропана. При сгорании углеводородов образуются оксид углерода(IV) ($CO_2$) и вода ($H_2O$).

Реакция горения этана: $2C_2H_6 + 7O_2 \rightarrow 4CO_2 + 6H_2O$

Реакция горения пропана: $C_3H_8 + 5O_2 \rightarrow 3CO_2 + 4H_2O$

3. Рассчитаем объем оксида углерода(IV), который выделится при сгорании каждого из газов. Согласно закону объемных отношений Гей-Люссака, объемы вступающих в реакцию и образующихся газов относятся друг к другу как их стехиометрические коэффициенты в уравнении реакции (при одинаковых условиях).

Из уравнения горения этана следует, что из 2 объемов этана образуется 4 объема $CO_2$. Следовательно, объем $CO_2$ будет в 2 раза больше объема сгоревшего этана.
$V_1(CO_2) = 2 \times V(C_2H_6) = 2 \times 0.4 \text{ м}^3 = 0.8 \text{ м}^3$

Из уравнения горения пропана следует, что из 1 объема пропана образуется 3 объема $CO_2$. Следовательно, объем $CO_2$ будет в 3 раза больше объема сгоревшего пропана.
$V_2(CO_2) = 3 \times V(C_3H_8) = 3 \times 1.6 \text{ м}^3 = 4.8 \text{ м}^3$

4. Найдем общий объем выделившегося оксида углерода(IV), сложив объемы, полученные в каждой реакции.
$V_{общ}(CO_2) = V_1(CO_2) + V_2(CO_2) = 0.8 \text{ м}^3 + 4.8 \text{ м}^3 = 5.6 \text{ м}^3$

Ответ: объем оксида углерода(IV), который выделится при сжигании смеси, составляет 5.6 м³.

4.48. Объем хлора (н. у.), который требуется для синтеза $40 \text{ м}^3$ хлороводорода, равен

1) $10 \text{ м}^3$

2) $20 \text{ м}^3$

3) $30 \text{ м}^3$

4) $40 \text{ м}^3$

Дано:

$V(HCl) = 40 \text{ м}^3$

Условия: н. у. (нормальные условия)

Найти:

$V(Cl_2)$ - ?

Решение:

Запишем уравнение реакции синтеза хлороводорода из простых веществ - водорода и хлора:

$H_2 + Cl_2 \rightarrow 2HCl$

Согласно закону объемных отношений Гей-Люссака, объемы вступающих в реакцию и образующихся газов относятся друг к другу как их стехиометрические коэффициенты в уравнении реакции (при одинаковых температуре и давлении). Условия задачи - нормальные (н. у.), что позволяет применять этот закон.

Из уравнения реакции видно, что из 1 объема хлора ($Cl_2$) образуется 2 объема хлороводорода ($HCl$).

Составим пропорцию:

$\frac{V(Cl_2)}{V(HCl)} = \frac{1}{2}$

Выразим из этой пропорции объем хлора:

$V(Cl_2) = \frac{1}{2} \cdot V(HCl)$

Подставим известное значение объема хлороводорода:

$V(Cl_2) = \frac{1}{2} \cdot 40 \text{ м}^3 = 20 \text{ м}^3$

Таким образом, для синтеза 40 м³ хлороводорода потребуется 20 м³ хлора. Этот вариант соответствует ответу под номером 2.

Ответ: 20 м³

4.49. При взаимодействии хлора и 500 л водорода получили хлороводород, объем которого (н. у.)

1) 100 л

2) 200 л

3) 500 л

4) 1000 л

Дано:

Объем водорода $V(H_2) = 500$ л.

Условия нормальные (н. у.).

Найти:

Объем хлороводорода $V(HCl) - ?$

Решение:

Для решения задачи необходимо составить уравнение химической реакции взаимодействия водорода и хлора с образованием хлороводорода. Хлор и водород — двухатомные молекулы ($Cl_2$ и $H_2$), хлороводород имеет формулу $HCl$.

Уравнение реакции выглядит следующим образом:

$H_2 + Cl_2 \rightarrow 2HCl$

Это уравнение показывает, что 1 моль газообразного водорода реагирует с 1 молем газообразного хлора, образуя 2 моля газообразного хлороводорода.

Согласно закону Авогадро, при одинаковых условиях (в данном случае, нормальных) равные объемы различных газов содержат одинаковое число молекул. Следовательно, соотношение объемов реагирующих и образующихся газов равно соотношению их стехиометрических коэффициентов в уравнении реакции.

Из уравнения реакции видно, что коэффициенты перед водородом, хлором и хлороводородом соотносятся как 1:1:2. Значит, и объемы газов будут соотноситься так же:

$V(H_2) : V(Cl_2) : V(HCl) = 1 : 1 : 2$

По условию задачи в реакцию вступает 500 л водорода. Из соотношения $V(H_2) : V(HCl) = 1 : 2$ следует, что объем образовавшегося хлороводорода будет в два раза больше объема исходного водорода. Предполагается, что хлор находится в избытке или в стехиометрическом количестве, и водород реагирует полностью.

Рассчитаем объем хлороводорода:

$V(HCl) = 2 \cdot V(H_2)$

$V(HCl) = 2 \cdot 500 \text{ л} = 1000 \text{ л}$

Ответ: 1000 л.

4.50. Для получения 4 $м^3$ аммиака требуется водород, объем которого (н. у.)

1) 1 $м^3$

2) 2 $м^3$

3) 3 $м^3$

4) 6 $м^3$

Дано:

$V(NH_3) = 4 \text{ м}^3$

Условия: нормальные (н. у.)

Найти:

$V(H_2) - ?$

Решение:

Для решения задачи необходимо использовать уравнение реакции синтеза аммиака и закон объемных отношений газов (закон Гей-Люссака).

1. Сначала запишем сбалансированное уравнение химической реакции получения аммиака ($NH_3$) из водорода ($H_2$) и азота ($N_2$):

$N_2(г) + 3H_2(г) \rightarrow 2NH_3(г)$

2. Согласно закону объемных отношений, объемы реагирующих и образующихся газов при одинаковых условиях (в данном случае, н. у. - нормальные условия) соотносятся как их стехиометрические коэффициенты в уравнении реакции. Из уравнения мы видим, что соотношение объемов водорода и аммиака составляет:

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

Это означает, что для получения 2 объемов аммиака требуется 3 объема водорода.

3. Теперь мы можем составить пропорцию для нахождения объема водорода ($V(H_2)$), необходимого для получения 4 м³ аммиака ($V(NH_3)$):

$\frac{V(H_2)}{V(NH_3)} = \frac{3}{2}$

Подставим известное значение объема аммиака:

$\frac{V(H_2)}{4 \text{ м}^3} = \frac{3}{2}$

4. Выразим и вычислим искомый объем водорода $V(H_2)$:

$V(H_2) = \frac{3}{2} \times 4 \text{ м}^3$

$V(H_2) = 3 \times 2 \text{ м}^3$

$V(H_2) = 6 \text{ м}^3$

Таким образом, для получения 4 м³ аммиака требуется 6 м³ водорода. Этот результат соответствует варианту ответа 4).

Ответ: 6 м³.