Найдите объем водорода, который вступит в реакцию с 7 г азота N2, если в результате получается аммиак NH3.​

Для ответа на ваш вопрос, давайте рассмотрим химическую реакцию, происходящую между водородом (H₂) и азотом (N₂) для образования аммиака (NH₃). Уравнение этой реакции выглядит следующим образом:

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

Это уравнение показывает, что одна молекула азота реагирует с тремя молекулами водорода, образуя две молекулы аммиака. Теперь нам нужно вычислить, сколько молей водорода потребуется для реакции с 7 граммами азота.

1. Сначала определим количество молей азота. Молярная масса азота (N₂) равна примерно 28 г/моль (поскольку молекула N₂ содержит два атома азота, а атомная масса азота примерно 14 u).

$\text{Моли N}_2 = \frac{\text{масса N}_2}{\text{молярная масса N}_2} = \frac{7 \, \text{г}}{28 \, \text{г/моль}}$

2. После нахождения молей азота, мы используем стехиометрические коэффициенты из уравнения реакции для определения молей водорода, которые потребуются:

Каждый моль N₂ требует 3 моля H₂ для реакции. Таким образом, количество молей H₂, необходимых для реакции с азотом, будет в три раза больше количества молей N₂.

3. Наконец, используем уравнение идеального газа для определения объема водорода при стандартных условиях (0°C и 1 атм). Уравнение идеального газа: PV = nRT, где P - давление, V - объем, n - количество молей, R - универсальная газовая постоянная (0.0821 л·атм/(моль·К)), T - температура в кельвинах.

$V_{H_2} = n_{H_2} \times \frac{RT}{P}$

Теперь мы можем подставить все значения и вычислить объем водорода.

Итак, для реакции с 7 граммами азота потребуется около 16.82 литров водорода при стандартных условиях (0°C и 1 атмосфера). Это количество водорода будет достаточным для полного протекания реакции и образования аммиака. ​​