Домашние задания: Химия
Помогите с задачей, что куда непонимаю
Смесь азота, водорода и аммиака нагрели в присутствии железного катализатора до установления равновесия, затем газовую смесь привели к нормальным условиям, причем объем ее оказался на 42,86 % больше, чем объем исходной газовой смеси при н.у. Определите состав исходной газовой смеси в процентах по объему, если известно, что объемная доля аммиака в равновесной смеси равна 10 %, а массовая доля водорода как элемента в ней составляет 16 %.
Пусть в равновесной смеси оказалось а моль азота, b моль водорода и с моль аммиака. По условию задачи имеем, что с/(а + b + с) = 0,1 и (2b + 3с)/(28а + 2b + 17с) = 0,16. Тогда:
10с = а + b + с, 6,25*(2b + 3с) = 28а + 2b + 17с,
а + b = 9с, 12,5b + 18,75с = 28а + 2b + 17с.
Итого, приходим к системе: {а + b = 9с, 10,5b + 1,75с = 28а}, откуда получаем, что: {а + b = 9с, 42b + 7с = 112а}, c = 0,4a, b = 2,6a.
То есть, в равновесной смеси оказалось а моль азота, 2,6a моль водорода и 0,4а моль аммиака (всего – 4а моль газов). С другой стороны, эта смесь была получена из исходной смеси по реакции 2NH3 = N2 + 3H2 (ибо объём равновесной смеси больше, чем исходной). Пусть теперь в исходной смеси находится а' моль азота, b' моль водорода и с' моль аммиака, и пусть разлагается х моль аммиака. Тогда, учитывая стехиометрию реакции, можем записать, что {с' – х = 0,4а, b' + (3/2)х = 2,6a, a' + (1/2)x = a}. Кроме того, по условию задачи имеем, что 1,4286*(a' + b' + c') = 4a, то есть, что a' + b' + c' = 2,8а.
Окончательно решаем систему {с' – х = 0,4а, b' + (3/2)х = 2,6a, a' + (1/2)x = a, a' + b' + c' = 2,8а}. Исключая х из последних трёх уравнений системы, получаем, что {b' + (3/2)c' = 3,2a, a' + (1/2)c' = 1,2a, a' + b' + c' = 2,8а}. Отсюда, наконец, находим, что a' + b' + 2c' = 4,4a, c' = 1,6a, b' = 0,8a, a' = 0,4а. Итого, исходная смесь содержит 0,4а моль азота, 0,8а моль водорода и 1,6а моль аммиака (всего – 2,8а моль газов).
Находим состав исходной смеси в процентах по объёму: φ(N2) = 0,4а/2,8a = 0,1429 (14,29%), φ(H2) = 0,8a/2,8a = 0,2857 (28,57%), φ(NH3) = 1,6/2,8a = 0,5714 (57,14%).
10с = а + b + с, 6,25*(2b + 3с) = 28а + 2b + 17с,
а + b = 9с, 12,5b + 18,75с = 28а + 2b + 17с.
Итого, приходим к системе: {а + b = 9с, 10,5b + 1,75с = 28а}, откуда получаем, что: {а + b = 9с, 42b + 7с = 112а}, c = 0,4a, b = 2,6a.
То есть, в равновесной смеси оказалось а моль азота, 2,6a моль водорода и 0,4а моль аммиака (всего – 4а моль газов). С другой стороны, эта смесь была получена из исходной смеси по реакции 2NH3 = N2 + 3H2 (ибо объём равновесной смеси больше, чем исходной). Пусть теперь в исходной смеси находится а' моль азота, b' моль водорода и с' моль аммиака, и пусть разлагается х моль аммиака. Тогда, учитывая стехиометрию реакции, можем записать, что {с' – х = 0,4а, b' + (3/2)х = 2,6a, a' + (1/2)x = a}. Кроме того, по условию задачи имеем, что 1,4286*(a' + b' + c') = 4a, то есть, что a' + b' + c' = 2,8а.
Окончательно решаем систему {с' – х = 0,4а, b' + (3/2)х = 2,6a, a' + (1/2)x = a, a' + b' + c' = 2,8а}. Исключая х из последних трёх уравнений системы, получаем, что {b' + (3/2)c' = 3,2a, a' + (1/2)c' = 1,2a, a' + b' + c' = 2,8а}. Отсюда, наконец, находим, что a' + b' + 2c' = 4,4a, c' = 1,6a, b' = 0,8a, a' = 0,4а. Итого, исходная смесь содержит 0,4а моль азота, 0,8а моль водорода и 1,6а моль аммиака (всего – 2,8а моль газов).
Находим состав исходной смеси в процентах по объёму: φ(N2) = 0,4а/2,8a = 0,1429 (14,29%), φ(H2) = 0,8a/2,8a = 0,2857 (28,57%), φ(NH3) = 1,6/2,8a = 0,5714 (57,14%).
Похожие вопросы
- Помогите решить задачи по химии
- Помогите решить задачу по химии, вуз
- Помогите решить задачи по химии
- Помогите решить задачу по Химии
- Органическая химия, помогите решить задачу
- Помогите решить задачу пожалуйста (ответ № 263 на задачу не подходит)
- Помогите с задачей, никак не могу решить
- помогите решить задачу ЕГЭ по химии 34 задание
- ПОМОГИТЕ РЕШИТЬ ЗАДАЧУ ПО ХИМИИ (ЖЕЛАТЕЛЬНО С ДАНО)
- Помогите решить задачу с пояснением