Дано: V(N2)=500 л, V(H2)=1200 л, Q1=46 кДж/моль
Найти: Q2-?
Решение
1. Рассчитаем количество вещества азота объёмом 500 л и водорода объёмом 1200 л по формуле ʋ=V/VM.
ʋ(N2)=V(N2)/VM=500 л : 22,4 л/моль=22,32 моль
ʋ(Н2)=V(Н2)/VM=1200 л : 22,4 л/моль=53,57 моль
2. Запишем термохимическое уравнению реакции синтеза аммиака:
N2 (г) + 3H2 (г) ⇄ 2NH3 + 46 кДж
По уравнению реакции ʋ(N2)/1=ʋ(H2)/3, подставив численные значения, получим 22,32/1>53,57/3 (22,32>17,85), следовательно, азот в избытке, то есть реагирует не полностью, поэтому расчеты будем проводить по данным водорода.
По уравнению реакции ʋ(H2)/3=ʋ(NH3)/2, поэтому
ʋ(NH3)=2•ʋ(Н2):3=2•53,57 моль:3=35,7 моль
3. Составляем пропорцию и решаем её:
по термохимическому уравнению реакции с 1 моль NH3 выделяется 46 кДж теплоты,
по условию задачи с 35,7 моль NH3 ― х кДж теплоты.
х=35,7 кДж ● 46 кДж : 1 моль=1642,2 кДж=1,64 мДж
Ответ: 1,64 мДж