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250.3 Lの水素ガス(D 0.0899GL)が過剰な窒素と反応した場合、どの質量アンモニアが生成されますか?

生成されたアンモニア(NH3)の質量を計算するために、理想的なガス法と化学量論を使用できます。

ステップ1:水素ガスのモル数(H2)を計算する

理想的なガス法を使用できます。

pv =nrt

ここで、pは圧力、vは体積、nはモルの数、rは理想的なガス定数、tは温度です。

標準温度と圧力(STP)を仮定すると、p =1 atmおよびt =0°C(273.15 k)を想定しています。

N(H2)=PV/RT =(1 ATM)(250.3 L)/(0.08206 L ATM/mol K)(273.15 K)

N(H2)=10.64 mol

ステップ2:制限反応物を決定します

水素と窒素の間の反応のためのバランスの取れた化学方程式から、アンモニアを産生します。

N2 + 3H2-> 2NH3

1モルの窒素(N2)が3モルの水素(H2)と反応することがわかります。したがって、利用可能な水素のモル数(10.64 mol)と必要な窒素のモル数(10.64 mol / 3 =3.55 mol)を比較する必要があります。

過剰な窒素があるため、水素は制限反応物になります。

ステップ3:アンモニア(NH3)の理論的収量を計算する

バランスのとれた化学式から、3モルの水素が2モルのアンモニアを生成することがわかっています。したがって、アンモニアの理論的収量は次のように計算できます。

n(nh3)=(2/3)×n(h2)

N(NH3)=(2/3)×10.64 mol

N(NH3)=7.09 mol

ステップ4:アンモニアの質量を計算する(NH3)

最後に、そのモル質量(17.04 g/mol)を使用して生成されたアンモニア(NH3)の質量を計算できます。

質量(NH3)=N(NH3)×モル質量(NH3)

質量(NH3)=7.09 mol×17.04 g/mol

質量(NH3)=120.8 g

したがって、この反応で生成されたアンモニアの質量は120.8グラムです。

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