Question

Термохимическое уравнение реакции синтеза аммиака из простых веществ N2+3H2=2NH3+92 кДж. Смесь азота с водородом общим объёмом 500 л и относительной плотностью по водороду 3,6 поместили в реактор для синтеза аммиака . В результате реакции относительная плотность смеси газов по водороду возросла на 17%. Рассчитайте количество теплоты, выделившееся в результате реакции​

Answer 1

N2+3H2->2NH3+92 кДж

n=V\Vm

Vm=22,4 дм3\моль

n(N2,H2)=450\22,4=20,089 моль

D1=M(N2,H2)\M(H2)

M(H2)=2 г\моль

M(N2,H2)=2*3,6=7,2 г\моль

m=n*M

m(N2,H2)=7,2*20,089=144,641 г

Пусть n(N2)=x моль, а n(H2)=y моль, тогда m(N2)=28*x г, а m(H2)=2*y г.

Составим незамысловатую систему, состоящую из уравнений:

\left \{ {{x+y=20,089} \atop {28x+2y=144,641}} \right.{

28x+2y=144,641

x+y=20,089

\left \{ {{x=20,081-y} \atop {28(20,089-y)+2y=144,641}} \right.{

28(20,089−y)+2y=144,641

x=20,081−y

\left \{ {{x=20,081-y} \atop {562,492-28y+2y=144,641}} \right.{

562,492−28y+2y=144,641

x=20,081−y

\left \{ {{x=20,081-y} \atop {26y=417,851}} \right.{

26y=417,851

x=20,081−y

\left \{ {{y= \frac{417,851}{26} =16,071} \atop {x=20,081-16,071=4,01}} \right.{

x=20,081−16,071=4,01

y=

26

417,851

=16,071

n(H2)=16,071 моль

n(N2)=4,01 моль

Пусть n - количество азота, вступившего в реакцию.

n(N2,H2,NH3)=20,089-4n+2n=20,089-2n моль

D2=1,1*3,6=3,96

M(N2,H2,NH3)=3,96*2=7,92 г\моль

Масса веществ в реакторе не меняется. Тогда:

7,92*(20,089-2n)=144,641

159,105-15,84n=144,641

-15,84n=-14,464

n=14,4\15,84=0,913 ∈ n1(N2)

Q=0,913*92=84 кДж