Question

Термохимическое уравнение синтеза аммиака N2 + 3H2 = 2NH3 + 92 кДж. Смеси азота с водородом объемом 550 дм³ поместили в реактор постоянного объема . За счёт протекания реакции общее количество газов в реакторе уменьшилось в 1,12 раз Вычислите количество теплоты которое при этом выделилось ?

Answer 1

Ответ:

Объяснение:

Уменьшение количества газов происходит только за счёт образования аммиака (реактор имеет постоянный объём). Следовательно, количество образовавшегося аммиака равно 550:22,4 - 550:(22,4*1,12) = 2,63 моль. Выделившееся количество теплоты при этом равно 2,63*92:2 = 121 кДж.

Answer 2

Для решения этой задачи, нам необходимо использовать термохимическое уравнение реакции синтеза аммиака и информацию о сокращении объема газов в реакторе.

Термохимическое уравнение синтеза аммиака: N2 + 3H2 = 2NH3 + 92 кДж

Из данного уравнения видно, что при образовании 2 моль аммиака (NH3), выделяется 92 кДж теплоты. Так как уравнение сбалансировано в молях, то энтальпия указана на моль реакции.

Для вычисления количества теплоты, которое выделилось в реакторе, нам следует найти количество молей, участвующих в реакции до и после протекания реакции.

Обозначим: V1 - объем смеси газов до протекания реакции (в данном случае V1 = 550 дм³); V2 - объем смеси газов после протекания реакции (V2 = V1 / 1,12, так как объем уменьшился в 1,12 раза).

Для расчета количества молей газов, воспользуемся уравнением идеального газа: PV = nRT,

где: P - давление газа, V - объем газа, n - количество молей газа, R - универсальная газовая постоянная (приближенно равна 0.0821 L·атм/(моль·К)), T - температура газа в кельвинах.

Так как условия задачи не указывают на изменение давления или температуры, предположим, что они остаются неизменными.

1. Найдем количество молей газов до протекания реакции (n1) при объеме V1: n1 = (PV1) / RT,

2. Найдем количество молей газов после протекания реакции (n2) при объеме V2: n2 = (PV2) / RT.

Теперь мы можем найти количество молей азота и водорода до и после реакции.

Поскольку реакция идет по стехиометрии 1:3 между N2 и H2, количество молей N2 и H2 в начале реакции равно, а количество молей NH3 в конце реакции будет в два раза больше.

Пусть n(N2) и n(H2) - количество молей N2 и H2 до реакции соответственно, а n(NH3) - количество молей NH3 после реакции.

Таким образом, n(N2) = n(H2) = n1, а n(NH3) = 2 * n2.

Теперь мы можем вычислить количество теплоты, выделившееся в реакторе:

ΔH = 92 кДж * (2 * n2 - n1).

Зная значения n1 и n2, можно вычислить ΔH. Обратите внимание, что объемы газов должны быть в одной и той же единице измерения, поэтому переведите их в литры, чтобы соответствовать использованной универсальной газовой постоянной R.

Однако в данной задаче нет информации о температуре и давлении, и без этой информации невозможно точно рассчитать количество молей газов и количество выделенной теплоты.