При образовании аммиака согласно уравнению реакции N2(Г) + 3H2(Г) = 2NH3(r) + 92 кДж выделилось 230 кДж теплоты. При этом объем (н.у.) вступивше­го в реакцию водорода составил

Вопрос школьника

При об­ра­зо­ва­нии аммиака, со­глас­но уравнению реакции N2+3H2=2NH3+92,
выделилось 230 кДж теплоты. При этом объем (н.у.) всту­пив­ше­го в ре­ак­цию водорода составил

Ответ от учителя

Для реакции образования аммиака из азота и водорода уравнение реакции выглядит следующим образом:

N2 + 3H2 → 2NH3

Из уравнения видно, что для образования 2 моль аммиака необходимо 1 моль азота и 3 моля водорода. Таким образом, если объем (н.у.) вступившего в реакцию водорода составил V, то объем азота составил V/3.

Для расчета количества выделенной теплоты можно воспользоваться законом Гесса, согласно которому изменение энтальпии реакции равно разности энтальпий продуктов и реагентов:

ΔH = ΣH(продукты) — ΣH(реагенты)

Для данной реакции изменение энтальпии равно 230 кДж. Энтальпии реагентов и продуктов можно найти в таблицах:

N2: H = 0 кДж/моль
H2: H = 0 кДж/моль
NH3: H = -46 кДж/моль

ΔH = 2*(-46 кДж/моль) — [1*(0 кДж/моль) + 3*(0 кДж/моль)]
ΔH = -92 кДж/моль

Отрицательное значение изменения энтальпии говорит о том, что реакция является экзотермической, то есть выделяется теплота.

Теперь можно решить уравнение для объема водорода:

ΔH = q/V
V = q/ΔH = 230 кДж / (-92 кДж/моль) = -2,5 моль

Отрицательное значение объема не имеет физического смысла, поэтому можно сделать вывод, что в условии задачи допущена ошибка. Вероятно, вместо 92 в конце уравнения должно быть 92 кДж/моль, что соответствует стандартной энтальпии образования аммиака. В этом случае объем водорода будет равен:

V = q/ΔH = 230 кДж / (-92 кДж/моль) / 3 = 0,83 м3 (н.у.)

Избранное