Номер 2, страница 36 - гдз по химии 9 класс сборник контрольных и самостоятельных работ Сеген, Алексеева

Дано:

количество водорода $n(\text{H}_2) = 6 \text{ моль}$

количество азота $n(\text{N}_2) = 4 \text{ моль}$

Найти:

Какое вещество взято в избытке?

Решение:

Сначала запишем и уравняем химическое уравнение реакции синтеза аммиака:
$ \text{N}_2 + 3\text{H}_2 \to 2\text{NH}_3 $

Из уравненной реакции видно, что 1 моль азота ($\text{N}_2$) реагирует с 3 молями водорода ($\text{H}_2$). Чтобы определить, какое вещество взято в избытке, сравним имеющиеся количества веществ с их стехиометрическими соотношениями.

1. Рассчитаем, сколько моль водорода необходимо для полного взаимодействия с 4 моль азота:
$ n(\text{H}_2)_{\text{требуемое}} = n(\text{N}_2)_{\text{исходное}} \times \frac{3 \text{ моль H}_2}{1 \text{ моль N}_2} = 4 \text{ моль N}_2 \times 3 = 12 \text{ моль H}_2 $

Сравниваем требуемое количество водорода ($12 \text{ моль}$) с фактически имеющимся ($6 \text{ моль}$). Поскольку $6 \text{ моль H}_2 < 12 \text{ моль H}_2$, водород является недостаточным реагентом. Следовательно, азот взят в избытке.

2. Альтернативный способ: Рассчитаем, сколько моль азота необходимо для полного взаимодействия с 6 моль водорода:
$ n(\text{N}_2)_{\text{требуемое}} = n(\text{H}_2)_{\text{исходное}} \times \frac{1 \text{ моль N}_2}{3 \text{ моль H}_2} = 6 \text{ моль H}_2 \times \frac{1}{3} = 2 \text{ моль N}_2 $

Сравниваем требуемое количество азота ($2 \text{ моль}$) с фактически имеющимся ($4 \text{ моль}$). Поскольку $4 \text{ моль N}_2 > 2 \text{ моль N}_2$, азот является избыточным реагентом.

Ответ:

Азот (N₂)