N2 + 3H2 → 2NH3

Pour calculer le nombre de molécules d’hydrogène nécessaires, nous devons déterminer le nombre de moles d’ammoniac produites, puis utiliser la stœchiométrie de la réaction pour calculer le nombre de moles d’hydrogène nécessaires.

Étape 1 :Calculer le nombre de moles d'ammoniac produites

La masse molaire de l'ammoniac (NH3) est de 17,04 g/mol. Le nombre de moles d’ammoniac produites est donc :

$$\text{Taupes de NH}_3$$=\frac{\text{Masse de NH}_3}{\text{Masse molaire de NH}_3}$$

$$=\frac{525 \text{ g}}{17.04 \text{ g/mol}}$$

$$=30,78 \text{mol}$$

Étape 2 :Calculer le nombre de moles d’hydrogène nécessaires

Selon l’équation chimique équilibrée, 3 moles d’hydrogène (H2) sont nécessaires pour produire 2 moles d’ammoniac. Le nombre de moles d’hydrogène nécessaire est donc :

$$\text{Taupes de H}_2$$=\frac{3\text{ mol H}_2}{2\text{ mol NH}_3}\times \text{Taupes de NH}_3$$

$$=\frac{3\text{ mol H}_2}{2\text{ mol NH}_3}\times 30,78 \text{ mol}$$

$$=46,17 \text{mol}$$

Étape 3 :Calculer le nombre de molécules d'hydrogène

Puisque 1 mole de n'importe quel gaz contient 6,022 $$\times10^{23} \text{ molécules }$$, le nombre de molécules d'hydrogène requises est :

Nombre de molécules H2 =$$ \text{Moles de H}_2\times\text{ Nombre d'Avogadro}$$

$$=46,17\text{ mol} \times 6,022\times10^{23} \text{ molécules/mol}$$

$$=2,78 \times 10^{25} \text{ molécules}$$

Par conséquent, 2,78 x 10^25 molécules d’hydrogène sont nécessaires pour produire 525 grammes d’ammoniac.