Question

Какое количество теплоты выделится при взаимодействии 220 л азота с 500 л водорода (н.у) если тепловой эффект реакции равен 46 кДж на 1 моль аммиака?

Answer 1

Дано:

V(N₂) = 220 л

V(H₂) = 500 л

n(NH₃)х.р. = 1 моль

Qх.р. = 46 кДж

--------------------------------

Найти:

Q - ?

Решение:

1) Для начала мы напишем уравнение реакции из условия задачи, которые выделилось тепловой эффект реакции на 1 моль аммиака:
1/2N₂ + 3/2H₂ ⇄ NH₃ + Qх.р.   (Qх.р. = 46 кДж)

2) Далее мы находим количества вещества у азота и водорода и определить какой в избытке или в недостатке и потом находим количества вещества у аммиака по уравнению реакции:

Vm = 22,4 л/моль

n(N₂) = V(N₂)/Vm = 220 л / 22,4 л/моль ≈ 9,82 моль

n(H₂) = V(H₂)/Vm = 500 л / 22,4 л/моль ≈ 22,32 моль

По уравнению реакции n(N₂)/(1/2) = n(H₂)/(3/2), подставив численные значения, получим:

9,82/(1/2) ... 22,32/(3/2)

9,82/0,5 ... 22,32/1,5

19,64 > 14,88

следовательно, N₂ в избытке, то есть реагирует не полностью, поэтому расчеты будем проводить по данным H₂.

n(NH₃) : n(H₂) = 1 : 3/2 = 1 : 1,5 - по уравнению реакции , тогда:

n(NH₃) = n(H₂)/1,5 = 22,32 моль / 1,5 = 14,88 моль

3) Теперь находим тепловой эффект реакции на 1 моль аммиака:

Q = (n(NH₃) × Qх.р.)/n(NH₃)х.р. = (14,88 моль × 46 кДж)/1 моль = 14,88 × 46 кДж = 684,48 кДж ≈ 0,68 МДж

Ответ: Q = 0,68 МДж (или Q = 684,48 кДж)

Решено от: $DK954$