Смесь азота с водородом при нагревании пропустили над катализатором. В результате реакции с выходом 60% 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 60% будет получено 2*х*0.6 = 1.2*х моль
, т. е. в реакцию вступает 0.6*x моль
и 0.6*х*3 = 1.8*х моль
, следовательно, в полученной газовой смеси 0.4*x моль
, 1.2*x моль
и 1-x-1.8*x моль
;
по условию, (0.4*x+1.2*x+1-x-1.8*x)*0.58 = 1-x-1.8*x, откуда x = 0.2;
в исходной смеси = 2*(1-0.2)/(2*(1-0.2)+28*0.2) = 0.2222 или 22.22%