Количество теплоты при реакции азота и водорода
Какое количество теплоты выделится при взаимодействии 500 л азота с 1200 л водорода (н. у.), если тепловой эффект реакции равен 46 кДж на 1 моль аммиака (1,64 МДж)?
Дано
`V(N_2) = 500 text{ л}`
`V(H_2) = 1200 text{ л}`
`Q_text{х.р.} = 46 text{ кДж/моль}`
Найти
`Q = text{ ?}`
Решение
Запишем термохимическое уравнение реакции синтеза аммиака:
`N_2 + 3H_2 = 2NH_3 + 92 text{ кДж}`
Найдём количества веществ азота и водорода:
`n(N_2) = (V(N_2))/(V_m) = 500/22.4 = 22.32 text{ моль}`
`n(H_2) = (V(H_2))/(V_m) = 1200/22.4 = 53.57 text{ моль}`
По уравнению реакции вещества азота и водорода относятся как 1:3; азот в избытке, поэтому расчёт ведём по водороду.
`n(NH_3) = (2*n(H_2))/3 = (2*53.57)/3 = 35.71 text{ моль}`
Найдём общее количество теплоты:
`Q = n(NH_3)*Q_text{х.р.} = 35.71*46 = 1643 text{ кДж} = 1.643 text{ МДж}`
Ответ
`Q = 1.643 text{ МДж}`