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 68% 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 68% 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) · 0,68 = 1−x−2,1 · x, откуда x = 0,15;
в исходной смеси = 2 · (1−0,15)/(2 · (1−0,15)+28 · 0,15) = 0,288 или 28,8%
Ответ: 29