Na podstawie równania reakcji, oraz ilości użytych substratów:

$\underset{1,5\mathrm{mol}}{4\mathrm{NH}{}_3}+\underset{1,2\mathrm{mol}}{3\mathrm{O}{}_2}\to 2\mathrm{N}{}_2+6\mathrm{H}{}_2\mathrm{O}$

zauważamy, że reagenty nie zostały zmieszane w stosunku stechiometrycznym, a czynnikiem limitującym jest amoniak (tlen został dodany w nadmiarze). Obliczamy liczbę moli tlenu, która weźmie udział w reakcji:

$\begin{array}{ccc}4\mathrm{mol}\mathrm{NH}{}_3& -& 3\mathrm{mol}\mathrm{O}{}_2\\ 1,5\mathrm{mol}\mathrm{NH}{}_3& -& x\end{array}$

$x=\frac{1,5\mathrm{mol}\cdot 3\mathrm{mol}}{4\mathrm{mol}}$

$x=1,125\mathrm{mol}$

Przy założeniu 100% wydajności procesu reakcji ulegnie 1,5 mola amoniaku z 1,125 molami tlenu. Obliczmy ilości tych reagentów, które wezmą udział w reakcji, gdy jej wydajność wynosi 70%:

$n_{\mathrm{NH}{}_3}=1,5\mathrm{mol}\cdot 70\%=1,05\mathrm{mol}$

$n_{\mathrm{O}{}_2}=1,125\mathrm{mol}\cdot 70\%=0,7875\mathrm{mol}$

Na tej podstawie możemy obliczyć liczby moli powyższych reagentów, które nie przereagowały:

$1,5\mathrm{mol}\mathrm{NH}{}_3-1,05\mathrm{mol}\mathrm{NH}{}_3=0,45\mathrm{mol}\mathrm{NH}{}_3$

$1,2\mathrm{mol}\mathrm{O}{}_2-0,7875\mathrm{mol}\mathrm{O}{}_2=0,4125\mathrm{mol}\mathrm{O}{}_2$

 

Na podstawie stechiometrii reakcji określamy, że liczba moli azotu jaka powstaje w tej reakcji jest dwa razy mniejsza od ilości amoniaku, który w niej uczestniczy:

$n_{\mathrm{N}{}_2}=1,05\mathrm{mol}:2=0,525\mathrm{mol}$

oraz, że ilość wody jest dwa razy większa od liczby moli tlenu, która bierze udział w reakcji:

$n_{\mathrm{O}{}_2}=0,7875\mathrm{mol}\cdot 2=1,575\mathrm{mol}$

 

Odpowiedź: Molowy skład mieszaniny poreakcyjnej to: 0,45 mol NH₃, 0,4125 mol O₂, 0,525 mol N₂ oraz 1,575 mol H₂O.