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O 1.91 g H2 pode reagir com o 9.86 g N2, produzindo o 1.74 g NH3. Qual é o rendimento teórico em gramas para esta reação sob as condições dadas? Expresse sua resposta para três números significativos e inclua as unidades apropriadas.

Responda:

#"Theoretical yield"=32.5g NH_3#

Explicação:

  1. Escreva e equilibre a equação

    #3H_2(g)+N_2(g)->2NH_3(g)#

  2. Encontre as massas molares dos reagentes e do produto. Os valores são obtidos em a tabela periódica.

    #H_2=2"g/mol"#
    #N_2=28"g/mol"#
    #NH_3=17"g/mol"#

  3. Dadas as massas dos reagentes, o número de moles pode ser calculado como ilustrado abaixo.

    #etaH_2=1.91cancel(gH_2)xx(1molH_2)/(2cancel(gH_2))=0.955molH_2#
    #etaN_2=9.86cancel(gN_2)xx(1molN_2)/(28cancel(gN_2))=0.352molN_2#

  4. Agora, identificando quanto cada reagente exige se a reação for concluída. Consulte a equação balanceada para obter a razão molar necessária.

    a. #ul(etaH_2=0.955mol " available"):#
    #etaN_2=0.955cancel(molH_2)xx(1molN_2)/(3cancel(molH_2))=0.318molN_2#
    Portanto;
    #0.955molH_2-=0.318molN_2#

    b. #ul(etaN_2=0.352mol " available":#
    #etaH_2=0.352cancel(molN_2)xx(3molH_2)/(1cancel(molN_2))=1.056molH_2#
    Portanto;
    #0.352molN_2-=1.056molH_2#

  5. Encontre o reagente limitante através da comparação: o número necessário e disponível de moles; ou seja,
    #(H_2" available")/(0.955molH_2)<(H_2" required")/(1.056molH_2)#
    #color(red)(H_2 " is the limiting reactant."#
    #(N_2" available")/(0.352molN_2)>(N_2" required")/(0.318molN_2)#
    #N_2 " is the excess reactant."#

  6. Conhecendo o reagente limitante, o rendimento teórico #(TY)# pode ser calculado como mostrado abaixo. Consulte a equação balanceada para a toupeira razão e a massa molar do #NH_3# como refletido em #"step" 2# para a seguinte série de conversões:
    #=0.955cancel(molH_2)xx(2molNH_3)/(1cancel(molH_2))#
    #=1.91cancel(molNH_3)xx(17gNH_3)/(1cancel(molNH_3))#
    #=32.5gNH_3#