Para calcular a massa de amônia (NH3) produzida, podemos usar a lei dos gases ideais e a estequiometria.

Etapa 1:Calcule o número de moles de gás hidrogênio (H2)

Podemos usar a lei dos gases ideais:
PV =nRT
onde P é a pressão, V é o volume, n é o número de moles, R é a constante do gás ideal e T é a temperatura.

Assumindo temperatura e pressão padrão (CNTP), onde P =1 atm e T =0 °C (273,15 K), temos:
n(H2) =PV/RT =(1 atm)(250,3 L)/(0,08206 L atm/mol K)(273,15 K)
n(H2) =10,64 mol

Etapa 2:Determinar o reagente limitante

Da equação química balanceada para a reação entre hidrogênio e nitrogênio para produzir amônia:

N2 + 3H2 -> 2NH3

Podemos ver que 1 mol de nitrogênio (N2) reage com 3 moles de hidrogênio (H2). Portanto, precisamos comparar o número de mols de hidrogênio disponíveis (10,64 mol) com o número de mols de nitrogênio necessários (10,64 mol/3 =3,55 mol).

Como temos excesso de nitrogênio, o hidrogênio será o reagente limitante.

Etapa 3:Calcule o rendimento teórico de amônia (NH3)

A partir da equação química balanceada, sabemos que 3 moles de hidrogênio produzem 2 moles de amônia. Portanto, o rendimento teórico de amônia pode ser calculado da seguinte forma:

n(NH3) =(2/3) × n(H2)
n(NH3) =(2/3) × 10,64 mol
n(NH3) =7,09 mol

Passo 4:Calcule a massa de amônia (NH3)

Finalmente, podemos calcular a massa de amônia (NH3) produzida usando sua massa molar (17,04 g/mol):
massa (NH3) =n (NH3) × massa molar (NH3)
massa (NH3) =7,09 mol × 17,04 g/mol
massa(NH3) =120,8 g

Portanto, a massa de amônia produzida nesta reação é de 120,8 gramas.