Verilen soruyu adım adım çözelim:

• 1. Tepkime Denklemini Yazma ve Denkleştirme:

  Azot (N₂) ve Hidrojen (H₂) gazları amonyak (NH₃) oluşturur:

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

• 2. Oluşan NH₃ Miktarından Harcanan Madde Miktarlarını Bulma:

  Soruda 0,2 mol NH₃ gazı oluştuğu belirtilmiştir. Denkleme göre:

  • 2 mol NH₃ oluşması için 1 mol N₂ harcanır.
  • 0,2 mol NH₃ oluşması için \(0,2 \text{ mol NH}_3 \times \frac{1 \text{ mol N}_2}{2 \text{ mol NH}_3} = 0,1 \text{ mol N}_2\) harcanır.
  • 2 mol NH₃ oluşması için 3 mol H₂ harcanır.
  • 0,2 mol NH₃ oluşması için \(0,2 \text{ mol NH}_3 \times \frac{3 \text{ mol H}_2}{2 \text{ mol NH}_3} = 0,3 \text{ mol H}_2\) harcanır.
• 3. Kalan Gazın Türünü ve Başlangıç Miktarlarını Belirleme:

  Tepkime sonunda 2,8 gram gaz kaldığı ve tepkimenin tam verimle gerçekleştiği belirtilmiştir. Bu durumda reaktanlardan biri tamamen tükenmiştir (sınırlayıcı bileşen).

  Kalan gaz, başlangıçta fazla olan reaktandır. Kalan gazın kütlesi 2,8 gramdır.

  Molar kütleler: N₂ = 28 g/mol, H₂ = 2 g/mol.

  • Eğer kalan gaz N₂ olsaydı: \(2,8 \text{ g N}_2 / 28 \text{ g/mol} = 0,1 \text{ mol N}_2\) kalmış olurdu.
  • Eğer kalan gaz H₂ olsaydı: \(2,8 \text{ g H}_2 / 2 \text{ g/mol} = 1,4 \text{ mol H}_2\) kalmış olurdu.

  Başlangıçtaki toplam karışım 0,5 mol idi. Başlangıçtaki N₂ mol sayısına \(n_{N_2}\), H₂ mol sayısına \(n_{H_2}\) diyelim. \(n_{N_2} + n_{H_2} = 0,5\) mol.

  Durum 1: H₂ sınırlayıcı bileşen olsun.

  • Bu durumda H₂ tamamen tükenmiştir. Yani başlangıçtaki H₂ miktarı harcanan H₂ miktarına eşittir: \(n_{H_2} = 0,3 \text{ mol}\).
  • Başlangıçtaki N₂ miktarı: \(n_{N_2} = 0,5 - 0,3 = 0,2 \text{ mol}\).
  • Harcanan N₂ miktarı 0,1 mol idi.
  • Kalan N₂ miktarı: \(0,2 \text{ mol (başlangıç)} - 0,1 \text{ mol (harcanan)} = 0,1 \text{ mol N}_2\).
  • Kalan N₂'nin kütlesi: \(0,1 \text{ mol} \times 28 \text{ g/mol} = 2,8 \text{ g}\).
  • Bu değer, soruda verilen 2,8 gram kalan gaz kütlesi ile uyuşmaktadır. Dolayısıyla H₂ sınırlayıcı bileşendir ve kalan gaz N₂'dir.

  Durum 2: N₂ sınırlayıcı bileşen olsaydı.

  • Başlangıçtaki N₂ miktarı harcanan N₂ miktarına eşit olurdu: \(n_{N_2} = 0,1 \text{ mol}\).
  • Başlangıçtaki H₂ miktarı: \(n_{H_2} = 0,5 - 0,1 = 0,4 \text{ mol}\).
  • Harcanan H₂ miktarı 0,3 mol idi.
  • Kalan H₂ miktarı: \(0,4 \text{ mol (başlangıç)} - 0,3 \text{ mol (harcanan)} = 0,1 \text{ mol H}_2\).
  • Kalan H₂'nin kütlesi: \(0,1 \text{ mol} \times 2 \text{ g/mol} = 0,2 \text{ g}\).
  • Bu değer 2,8 gram ile uyuşmazdı.

  Sonuç olarak, başlangıçta 0,2 mol N₂ ve 0,3 mol H₂ gazı vardır.

• 4. Başlangıçtaki Karışımda N₂ Gazının Molce Yüzdesini Hesaplama:

  Başlangıçtaki toplam mol sayısı = 0,5 mol

  Başlangıçtaki N₂ mol sayısı = 0,2 mol

  Molce % N₂ = \(\frac{\text{N}_2 \text{ mol sayısı}}{\text{Toplam mol sayısı}} \times 100\)

  Molce % N₂ = \(\frac{0,2 \text{ mol}}{0,5 \text{ mol}} \times 100 = 0,4 \times 100 = 40\%\)

Cevap C seçeneğidir.