Смесь азота с водородом в отношении химических количеств 1:4 соответственно при нагревании пропустили над катализатором. При этом относительная плотность смеси по водороду выросла на 12%. Рассчитайте выход (%) продукта реакции.
Современная классификация органических веществ основана на теории химического строения. Классоморганических соединений, положенным в основу классификации, принято считать углеводороды: все остальные соединения рассматриваются как производные углеводородов, т. е. как вещества, происшедшие в результате замещений в углеводородах одного или нескольких атомов водорода на различные другие атомы или радикалы.Причиной, почему в основу классификации положены углеводороды, является простота их состава, а также то обстоятельство, что в громадном большинстве известных органических веществ углеводородные радикалы составляют главную часть молекулы.Кроме того, из всех органических соединений, содержащих, кроме углерода, только еще один какой-либо элемент, соединения углерода с водородом известны в наибольшем количестве. В то же время известно лишь ограниченное число соединений углерода с галоидами (исключая фтор) и тем более с кислородом, причем многие из предсказываемых теорией соединений этого рода настолько неустойчивы, что их до сих пор не удалось получить.Однако все возрастает число известных соединений, в молекулы которых входят кольца, или циклы, состоящие не только из одних атомов углерода, но содержащие также и атомы других элементов, как, например:Такие соединения оказалось неудобным классифицировать как производные углеводородов. Несравненно более удобной оказалась классификация таких веществ по входящим в их молекулы циклам, причем в основу этойклассификации кладутся простейшие циклические системы, в которых атомы, образующие кольцо, связаны вне кольца только с атомами водорода, например:Производные таких соединений могут быть выведены путем замещения атомов водорода на другие атомы или радикалы.Современному состоянию органической химии наиболее соответствует разделение органических веществ на следующие большие группы:
Ур-е р-ии: N2 + 3H2 = 2NH3;
по условию, водород взят в избытке и теоретически из 1 моль N2 должно получиться 2 моль NH3;
отн. плотность исх. смеси по H2 = M смеси/2 = (28+2*4)/(1+4)/2 = 3.6;
отн. плотность полученной смеси = 3.6+3.6*0.12 = 4.032, M полученной смеси = 4.032*2 = 8.064 г/моль;
пусть в р-ию вступило x моль N2, 3*x моль H2 и образовалось 2*x моль NH3;
т.о. в полученной смеси 1-x моль N2 массой 28*(1-x) г, 4-3*x моль H2 массой 2*(4-3*x) г и 17*2*x = 34*x г NH3;
сумм. кол-о в-ва = 1-x+4-3*x+2*x = 5-2*x моль;
т.о. 28*(1-x)+2*(4-3*x)+34*x/(5-2*x) = 8.064, откуда x = 0.268 моль;
выход NH3 = (2*0.268)/2 = 0.268 или 26.8%.