Газовую смесь азота с водородом, число молекул в которой равно 24,8 ∙ 1022, пропустили над нагретым катализатором, а затем охладили. В результате этого весь азот прореагировал, а суммарное число всех газообразных молекул в смеси стало равным 15,04 ∙ 1022. Какое число молекул азота содержалось в исходной смеси?
от

1 Ответ

Дано:

1. Общее число молекул в газовой смеси: N(начальное) = 24,8 * 10^22.
2. Суммарное число газообразных молекул после реакции: N(конечное) = 15,04 * 10^22.

Найти: число молекул азота в исходной смеси N(N2).

Решение:

Обозначим количество молекул водорода в исходной смеси как N(H2). Тогда можем записать:

N(начальное) = N(N2) + N(H2).
 
После реакции весь азот прореагировал с водородом по реакции:
 
N2 + 3H2 -> 2NH3.

Это означает, что на каждую 1 молекулу азота необходимо 3 молекулы водорода для полного реагирования.

Так как вся молекула азота прореагировала, то число молекул водорода, оставшихся после реакции, можно выразить через количество молекул азота:

N(H2)(конечное) = N(H2)(начальное) - 3 * N(N2).

Суммарное количество молекул после реакции составит:

N(конечное) = N(H2)(конечное) + 0 (так как весь азот прореагировал).

Таким образом, у нас есть система уравнений:

1) N(начальное) = N(N2) + N(H2)
2) N(конечное) = N(H2)(начальное) - 3 * N(N2)

Подставим значение из первого уравнения во второе:

N(H2) = N(начальное) - N(N2).

Подставляем это значение во второе уравнение:

N(конечное) = (N(начальное) - N(N2)) - 3 * N(N2).

Теперь подставим известные значения:

15,04 * 10^22 = (24,8 * 10^22 - N(N2)) - 3 * N(N2).

Упростим это уравнение:

15,04 * 10^22 = 24,8 * 10^22 - 4 * N(N2).

Переносим 24,8 * 10^22 в левую часть:

4 * N(N2) = 24,8 * 10^22 - 15,04 * 10^22,
4 * N(N2) = 9,76 * 10^22.

Теперь делим обе стороны на 4:

N(N2) = (9,76 * 10^22) / 4,
N(N2) = 2,44 * 10^22.

Ответ:
Число молекул азота в исходной смеси составляет 2,44 * 10^22.
от