Определи массу угля, прореагировавшего с водой, если из образовавшегося водорода был синтезирован аммиак объёмом 672 дм³ (н. у.).
Ответы
Ответ:
Для решения этой задачи, нужно знать, что при реакции угля (углерода, C) с водой (H2O) образуется метан (CH4) и карбонат водорода (H2CO3), а затем метан может быть использован для синтеза аммиака (NH3). Давайте разобьем эту задачу на две части.
1. Рассчитаем массу угля (C), который прореагировал с водой и образовал метан (CH4).
Сначала найдем количество водорода (H2), которое образовалось при реакции метана (CH4) с водой (H2O). Уравнение реакции:
CH4 + 2H2O → CO2 + 4H2
Из уравнения видно, что каждый моль метана (CH4) дает 4 моля водорода (H2).
Объем водорода составляет 672 дм³ (н. у.), что эквивалентно 672/22.4 = 30 моль H2.
Следовательно, моль метана (CH4) равен 30 / 4 = 7.5 моль.
Теперь найдем массу угля (C) в 7.5 молях метана (CH4). Мольная масса метана (CH4) составляет примерно 16 г/моль.
Масса угля (C) = 7.5 моль × 12 г/моль = 90 г.
2. Теперь рассмотрим синтез аммиака (NH3) из метана (CH4).
Для синтеза аммиака (NH3) из метана (CH4) используется реакция Хабера:
CH4 + N2 → NH3 + H2
Из уравнения видно, что каждый моль метана (CH4) дает один моль аммиака (NH3).
Моль метана (CH4) у нас уже рассчитан - это 7.5 моль.
Следовательно, моль аммиака (NH3) также равен 7.5 моль.
Масса аммиака (NH3) составляет примерно 17 г/моль.
Масса аммиака (NH3) = 7.5 моль × 17 г/моль = 127.5 г.
Таким образом, масса угля (C), прореагировавшего с водой и позволившего синтезировать 672 дм³ аммиака (NH3), равна 90 г.