Hvis 250,3 L hydrogengas (d 0,0899gL ) reagerer med et overskud af nitrogen, hvilken masse af ammoniak ville der blive produceret?

Trin 1:Beregn antallet af mol brintgas (H2)

Vi kan bruge den ideelle gaslov:

PV =nRT

hvor P er trykket, V er rumfanget, n er antallet af mol, R er idealgaskonstanten, og T er temperaturen.

Forudsat standard temperatur og tryk (STP), hvor P =1 atm og T =0 °C (273,15 K), har vi:

n(H2) =PV/RT =(1 atm)(250,3 L)/(0,08206 L atm/mol K)(273,15 K)

n(H2) =10,64 mol

Trin 2:Bestem den begrænsende reaktant

Fra den afbalancerede kemiske ligning for reaktionen mellem brint og nitrogen for at producere ammoniak:

N2 + 3H2 -> 2NH3

Vi kan se, at 1 mol nitrogen (N2) reagerer med 3 mol hydrogen (H2). Derfor er vi nødt til at sammenligne antallet af tilgængelige mol hydrogen (10,64 mol) med antallet af nødvendige mol nitrogen (10,64 mol / 3 =3,55 mol).

Da vi har et overskud af nitrogen, vil brint være den begrænsende reaktant.

Trin 3:Beregn det teoretiske udbytte af ammoniak (NH3)

Fra den afbalancerede kemiske ligning ved vi, at 3 mol brint producerer 2 mol ammoniak. Derfor kan det teoretiske udbytte af ammoniak beregnes som følger:

n(NH3) =(2/3) × n(H2)

n(NH3) =(2/3) x 10,64 mol

n(NH3) =7,09 mol

Trin 4:Beregn massen af ​​ammoniak (NH3)

Endelig kan vi beregne massen af ​​ammoniak (NH3) produceret ved hjælp af dens molære masse (17,04 g/mol):

masse(NH3) =n(NH3) × molær masse(NH3)

masse (NH3) =7,09 mol x 17,04 g/mol

masse (NH3) =120,8 g

Derfor er massen af ​​ammoniak produceret i denne reaktion 120,8 gram.