Дано:
1. Число молекул аммиака: N(NH3) = 1,2 ∙ 10^27 молекул.
2. Реакция синтеза аммиака: N2 + 3H2 → 2NH3.
Найти: число молекул метана, необходимое для синтеза 1,2 ∙ 10^27 молекул аммиака.
Решение:
1. Из уравнения реакции видно, что для получения 2 молекул NH3 необходимо 1 молекула N2 и 3 молекулы H2.
2. Сначала найдем, сколько молекул водорода нужно для синтеза 1,2 ∙ 10^27 молекул аммиака:
Из уравнения следует, что на каждые 2 молекулы NH3 требуется 3 молекулы H2.
Число молекул H2, необходимых для синтеза 1,2 ∙ 10^27 молекул NH3:
N(H2) = (3/2) * N(NH3).
Подставим известное значение:
N(H2) = (3/2) * (1,2 ∙ 10^27) = 1,8 ∙ 10^27 молекул.
3. Теперь определим, сколько молекул метана (CH4) потребуется для получения этого количества водорода. Разложение метана можно записать следующим образом:
CH4 → C + 2H2.
Из этой реакции видно, что на каждые 1 молекулу метана получается 2 молекулы водорода.
Следовательно, количество молекул метана, необходимое для получения 1,8 ∙ 10^27 молекул H2:
N(CH4) = (1/2) * N(H2).
Подставим значение:
N(CH4) = (1/2) * (1,8 ∙ 10^27) = 0,9 ∙ 10^27 молекул.
Ответ:
Для синтеза 1,2 ∙ 10^27 молекул аммиака необходимо 0,9 ∙ 10^27 молекул метана.