Question

Термохимическое уравнение реакции синтеза аммиака из простых веществ N2+3H2=2NH3+92 кДж. Смесь азота с водородом общим объёмом 450 л и относительной плотностью по водороду 3,6 поместили в реактор для синтеза аммиака . В результате реакции относительная плотность смеси газов по водороду возросла на 10%. Рассчитайте количество теплоты, выделившееся в результате реакции

Answer 1

N2+3H2->2NH3+92 кДж
n=VVm
Vm=22,4 дм3моль
n(N2,H2)=45022,4=20,089 моль
D1=M(N2,H2)M(H2)
M(H2)=2 гмоль
M(N2,H2)=2*3,6=7,2 гмоль
m=n*M
m(N2,H2)=7,2*20,089=144,641 г
Пусть n(N2)=x моль, а n(H2)=y моль, тогда m(N2)=28*x г, а m(H2)=2*y г.
Составим незамысловатую систему, состоящую из уравнений:

$left { {{x+y=20,089} atop {28x+2y=144,641}} right.$

$left { {{x=20,081-y} atop {28(20,089-y)+2y=144,641}} right.$

$left { {{x=20,081-y} atop {562,492-28y+2y=144,641}} right.$

$left { {{x=20,081-y} atop {26y=417,851}} right.$

$left { {{y= frac{417,851}{26} =16,071} atop {x=20,081-16,071=4,01}} right.$

n(H2)=16,071 моль
n(N2)=4,01 моль
Пусть n - количество азота, вступившего в реакцию.
n(N2,H2,NH3)=20,089-4n+2n=20,089-2n моль
D2=1,1*3,6=3,96
M(N2,H2,NH3)=3,96*2=7,92 гмоль
Масса веществ в реакторе не меняется. Тогда:
7,92*(20,089-2n)=144,641
159,105-15,84n=144,641
-15,84n=-14,464
n=14,415,84=0,913 ∈ n1(N2)
Q=0,913*92=84 кДж