N2 + 3 H2 → 2 NH3

Para calcular la cantidad de moléculas de hidrógeno necesarias, debemos determinar la cantidad de moles de amoníaco producidos y luego usar la estequiometría de la reacción para calcular la cantidad de moles de hidrógeno necesarios.

Paso 1:Calcular la cantidad de moles de amoníaco producidos.

La masa molar del amoníaco (NH3) es 17,04 g/mol. Por tanto, el número de moles de amoníaco producidos es:

$$\text{Moles de NH}_3$$=\frac{\text{Masa de NH}_3}{\text{Masa molar de NH}_3}$$

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

$$=30.78\text{mol}$$

Paso 2:Calcule la cantidad de moles de hidrógeno necesarios

Según la ecuación química balanceada, se requieren 3 moles de hidrógeno (H2) para producir 2 moles de amoníaco. Por tanto, el número de moles de hidrógeno necesarios es:

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

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

$$=46.17\text{mol}$$

Paso 3:Calcula el número de moléculas de hidrógeno.

Dado que 1 mol de cualquier gas contiene $$6.022\times10^{23} \text{ moleculas }$$, la cantidad de moléculas de hidrógeno requeridas es:

Número de moléculas de H2 =$$ \text{Moles de H}_2\times\text{ Número de Avogadro}$$

$$=46.17\text{ mol} \times 6.022\times10^{23} \text{ moléculas/mol}$$

$$=2.78 \times 10^{25} \text{ moléculas}$$

Por lo tanto, se requieren 2,78 x 10^25 moléculas de hidrógeno para producir 525 gramos de amoníaco.