Смесь азота с водородом при нагревании пропустили над катализатором. В результате реакции с выходом 70% был получен аммиак, а содержание водорода в полученной газовой смеси составило 58% по объему. Рассчитайте массовую долю (%) водорода в исходной газовой смеси.
;
в исходной смеси количества вещества 1 моль (для упрощения), из них х моль и 1-х моль
, т. к. в полученной газовой смеси 58% по объему
, то в исходной смеси
в избытке;
из х моль с выходом 70% будет получено 2*х*0.7 = 1.4*х моль
, т. е. в реакцию вступает 0.7*x моль
и 0.7*х*3 = 2.1*х моль
, следовательно, в полученной газовой смеси 0.3*x моль
, 1.4*x моль
и 1-x-2.1*x моль
;
по условию, (0.3*x+1.4*x+1-x-2.1*x)*0.58 = 1-x-2.1*x, откуда x = 0.18;
в исходной смеси = 2*(1-0.18)/(2*(1-0.18)+28*0.18) = 0.24 или 24%
Ответ: 24.