Дорогие химики , помогите, пожалуйста!) Имеется газообразная смесь азота и водорода....

Question

Дорогие химики , помогите, пожалуйста!) Имеется газообразная смесь азота и водорода. Относительная плотность по гелию смеси меньше 2,0 после пропускания смеси над нагретым катализатором образовался аммиак с выходом 75%, а относительная плотность по гелию полученной газовой смеси стала больше 2,0 Укажите максимальное значение объѐмной доли (%) водорода в исходной газовой смеси. Побочные процессы не протекали.

Answer 1

1. Пусть  первоначально в смеси был 1 моль газов, в том числе х=n(H2), (1-x) -n(N2)
тогда 2*х+28*(1-х) меньше (2*4), отсюда х больше 10/13 (0,77)., в смеси -недостаток азота
2. после проведения реакции с выходом 75%(решаем по недостатку - азоту)
3H2+N2=2NH3
n(N2)прореаг.=0,75*(1-х), n(N2)оставшегося =0,25(1-х)
n(Н2)прореаг.=3*0,75*(1-х), n(Н2)оставшегося =х-3*0,75*(1-х)
n(NH3) образовавшегося = 2*0,75*(1-х)
n(всех газов после проведения реакции)=0,25(1-х)+х-3*0,75*(1-х)+2*0,75*(1-х)=1,5х-0,5
3. Используем значение М(смеси) после проведения реакции:
28*0,25(1-х)+2*(х-3*0,75*(1-х))+17* 2*0,75*(1-х) больше ((2*4)*(1,5х-0,5))
отсюда х больше(0,85)
4. Сравнивая (0,77) и 0,85 видим, что максимальное значение объѐмной доли (%) водорода в исходной газовой смеси 0,85 (85%)