Merhaba! Bu tür bir stokiyometri sorusunu çözmek için adım adım ilerleyelim. Amacımız, sınırlayıcı reaktanı belirleyip, oluşan ürünün kütlesini hesaplamak.

• 1. Adım: Tepkime Denklemini İncele

Verilen denkleştirilmiş tepkime:

\(N_2(g) + 3H_2(g) \rightarrow 2NH_3(g)\)

Bu denklem, 1 mol \(N_2\)'nin 3 mol \(H_2\) ile tepkimeye girerek 2 mol \(NH_3\) oluşturduğunu gösterir.

• 2. Adım: Sınırlayıcı Reaktanı Belirle

Başlangıçta 4 mol \(N_2\) ve 9 mol \(H_2\) gazı bulunmaktadır.

• Eğer tüm 4 mol \(N_2\) tepkimeye girseydi, \(4 \times 3 = 12\) mol \(H_2\) gerekirdi. Ancak elimizde sadece 9 mol \(H_2\) var.
• Bu durumda, \(H_2\) sınırlayıcı reaktandır ve tamamen tükenir. \(N_2\) ise artan reaktan olur.
• 3. Adım: Oluşan \(NH_3\) Miktarını Hesapla

Sınırlayıcı reaktan \(H_2\) olduğu için, oluşan ürün miktarı \(H_2\)'ye göre belirlenir.

Denklemden: 3 mol \(H_2\) \(\rightarrow\) 2 mol \(NH_3\)

Elimizdeki 9 mol \(H_2\) için:

\(9 \text{ mol } H_2 \times \frac{2 \text{ mol } NH_3}{3 \text{ mol } H_2} = 6 \text{ mol } NH_3\)

Yani, tepkime sonucunda 6 mol \(NH_3\) oluşur.

• 4. Adım: \(NH_3\)'ün Molar Kütlesini Hesapla

Atom kütleleri: H = 1 g/mol, N = 14 g/mol

\(M_{NH_3} = (1 \times M_N) + (3 \times M_H) = (1 \times 14) + (3 \times 1) = 14 + 3 = 17 \text{ g/mol}\)

• 5. Adım: Oluşan \(NH_3\)'ün Kütlesini Hesapla

Kütle = Mol sayısı \(\times\) Molar kütle

\(\text{Kütle } NH_3 = 6 \text{ mol } \times 17 \text{ g/mol } = 102 \text{ g}\)

Bu adımları takip ederek doğru sonuca ulaştık. Kimyasal tepkimelerde sınırlayıcı reaktanı doğru belirlemek, ürün miktarını hesaplamanın anahtarıdır!

Cevap D seçeneğidir.