Задача 1
Условие (кратко)
Сколько теплоты выделится при взаимодействии 500 л азота с 1200 л водорода (н. у.), если тепловой эффект равен 46 кДж на 1 моль аммиака?
Решение
Дано
- \(V(\mathrm{N_2}) = 500\) л
- \(V(\mathrm{H_2}) = 1200\) л
- \(Q_1 = 46\) кДж/моль \(\mathrm{NH_3}\)
Найти
- \(Q\)
\[\mathrm{N_2 + 3H_2 \rightarrow 2NH_3 + Q}\]
Найдём, какое вещество в избытке. Для газов объёмы относятся как коэффициенты: на 500 л азота нужно \(3 \cdot 500 = 1500\) л водорода, а его только 1200 л. Водород в недостатке — расчёт ведём по нему.
\(n(\mathrm{H_2}) = \dfrac{1200}{22{,}4} \approx 53{,}57\) моль.
\(n(\mathrm{NH_3}) = \dfrac{2}{3} \cdot 53{,}57 \approx 35{,}71\) моль.
\(Q = 35{,}71 \cdot 46 \approx 1643\) кДж \(\approx 1{,}64\) МДж.
Ответ
Около 1643 кДж (1,64 МДж)
Почему так
Количество теплоты считают по веществу, взятому в недостатке, — здесь по водороду.
Подробнее — в теме «Получение важнейших соединений неметаллов».