No.6ベストアンサー
- 回答日時:
確かに,標準状態では,窒素と水素が反応するはずがないですw
反応しませんね.盲点でした.・・・・.
アンモニア生成は,ハーバー法が有名で,標準状態では無理な工業的製法です.
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まぁ,”つくった”とあるから仮想的に作ったとしましょう.
反応比の勉強と割り切って,理論だけ学習しましょう.
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>あと、もう1つ聞きたいんですけど、N2の上に書いてある、『15-10』の『10』って何の数字ですか??
>すみませんm(__)m
いえいえ^^
結果だけ書けば,その『10』という数字は,反応した窒素のリットル数です.
もし,これで解らなかったら,下を良く読んで下さい.
他の回答者さんの回答もよくよんで理解して下さい.
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では、これから下の数字の変化を見ましょう.
反応式は,
“1”N2+“3”H2→”2”NH3ですよね.
反応比は,係数を見ます.
(どっちかが無くなるだろうなぁと思って考えます)
最終的に、水素が無くなるのか、窒素が無くなるのか、
窒素が無くなるには,15リットルの3倍の45リットルの水素が必要ですが,30リットルしかないですよね;;
ということは,水素が無くなるには,30リットルの1/3のりょうの10リットルの窒素があればいい!
ということで,
窒素10リットル+水素30リットル→アンモニア20リットル
これが実際に反応した量です.→より左側はその分だけ無くなり,→より右側はその分だけ増える.
つまり,
N2:H2:NH3
= 1 :3 :2 ←【反応比】
= 10:30:20
この量で反応したので,
窒素N2の残りは,
反応前15リットル
反応量10リットル ←ここ
反応後 5リットル
-------------------------
反応前 N2 H3 NH3
15 30 0
------------------------
反応量 -10 -30 20 ←ここ
-------------------------
反応後 5 0 20
-------------------------
上で決まった数字は,下の反応比から算出したのです.
窒素N2の残量は,
15-10=5リットルですよね.
====================================================
以上です.頑張ってね^^
No.5
- 回答日時:
こういう問題をやっていると
窒素と水素は常温、常圧で反応してアンモニアに変化する
と思ってしまいますね。
そう思ってしまうと困ったことになります。
反応するかしないかに関係なく計算問題が解ければいいという立場もあるでしょうがそれも困ったことです。
塩酸に銅を入れて発生する水素の量を問う問題が出ればどうしますか。
入れた銅の物質量に等しい水素が発生するとして答えますか。
それとも銅は塩酸と反応しないから水素は発生しないと答えますか。
水素と窒素を反応させるのはものすごく難しいというのは教科書には必ず載っています。
Wikiから引用します。
>現在ではアンモニアの工業生産はハーバー・ボッシュ法によるものが一般的である。
>水素と窒素を鉄触媒存在下 20 MPa、500℃ で反応させると、
N2+3H2→2NH3 の反応によってアンモニアが生成する。
20MPというのは200気圧です。かなりの高圧です。500℃は高温です。それでも上手く反応しないので触媒を使います。常温、常圧で反応するのであれば苦労は要りません。
その後に
>2010年には、レンゲの酵素構造を参考にして、モリブデンを含む触媒により常温常圧でアンモニアを製造する方法が発表された[9]。
という文章がありますが信憑性を確かめようがありません。
もし本当だとしても教科書や問題集の問題がこのことを踏まえて書かれているなどと考えるのは無理です。
「常温、常圧で水素と窒素を混ぜてもアンモニアは生じない」
「初めに用意した15Lの窒素、30Lの水素がそのまま残っている」
と書くのが正解になると思います。
No.4
- 回答日時:
#1です.
訂正します.
ごめんなさい.
++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++
生成されるアンモニアは,20リットル
水素が5リットル残ります.
++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++
これを,
++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++
生成されるアンモニアは,20リットル
窒素が5リットル残ります.
++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++
と修正してお読み下さい.
以下,訂正済の解法および解答です.
====================================================
15-10 30 20
N2 + 3H2 → 2NH3
N2:H2=1:3より,
H2=30が全部反応すると,
N2=10だけ反応する.
よって,
窒素が残る量は,15-10=5リットルなのです.
生成されるアンモニアは,20リットル
窒素が5リットル残ります.
----------------------------------------------------
以上,訂正済です.
この回答へのお礼
お礼日時:2011/10/28 17:32
細かい説明、本当にありがとうございます!
あと、もう1つ聞きたいんですけど、N2の上に書いてある、『15-10』の『10』って何の数字ですか??
すみませんm(__)m
No.2
- 回答日時:
標準状態の気体は1mol、22、4Lです。
体積比がモル比になる訳です。
窒素:水素:アンモニア=1:3:2 です。
窒素15Lが完全に反応するには水素は3倍の45L必要です。
ここでは 水素は30Lしかないので 水素に依存されますね。
水素30Lが過不足なく反応する窒素は1/3、そして出来るアンモニアはその3倍です。
No.1
- 回答日時:
15-10 30 20
N2 + 3H2 → 2NH3
N2:H2=1:3より,
H2=30が全部反応すると,
N2=10だけ反応する.
よって,
生成されるアンモニアは,20リットル
水素が5リットル残ります.
----------------------------------------------------
どちらか,片方が全部反応してしまうことを考えて解きましょう.
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