Какое количество теплоты выделилось в результате уменьшения общего количества газов в реакторе в 1,12 раз? Уравнение

Zolotoy_Klyuch

49

Для решения этой задачи, нам необходимо использовать уравнение синтеза аммиака и информацию о том, что смесь азота с водородом поместили в реактор постоянного объема.

Уравнение синтеза аммиака гласит: \(N_2 + 3H_2 = 2NH_3 + 92 \, \text{кдж}\).

Мы знаем, что увеличение газового количества влечет за собой поглощение теплоты, а уменьшение газового количества вызывает выделение теплоты.

Поэтому, когда мы уменьшаем общее количество газов (в данном случае, объем), мы должны определить, сколько теплоты выделилось.

Для начала, нам нужно выяснить, в какое количество газов мы уменьшили исходную смесь объемом 550 дм³ в 1,12 раза.

\(1,12 \times 550 \, \text{дм³} = 616 \, \text{дм³}\)

Теперь, когда мы знаем, что объем газов уменьшился до 616 дм³, мы можем рассчитать количество высвободившейся теплоты.

Согласно уравнению реакции, каждые 2 моля аммиака выделяют 92 кдж теплоты.

Поскольку мы знаем, что реакция идет в соотношении 1:2, означающем, что каждые 1 моль аммиака получается из 1 моля азота и 3 молей водорода, мы можем использовать это для расчетов.

Объем газов пропорционален их количеству в молях при заданных условиях, поэтому мы можем использовать объем как меру количества газов.

Исходя из этого, у нас есть следующие соотношения:

\(550 \, \text{дм³} \, N_2\) <---> \(550 \, \text{дм³} \, H_2\) <---> \(550 \, \text{дм³} \, NH_3\)
1 моль 3 моля 2 моля

Мы можем использовать эти соотношения для расчета количества газов:

\(550 \, \text{дм³} \, N_2\) = \(\frac{550}{22.4} \, \text{моль} \, N_2\)
\(550 \, \text{дм³} \, H_2\) = \(\frac{550}{22.4} \times 3 \, \text{моль} \, H_2\)
\(550 \, \text{дм³} \, NH_3\) = \(\frac{550}{22.4} \times 2 \, \text{моль} \, NH_3\)

Теперь, мы можем привести эти моли в соответствие с новым объемом:

\(616 \, \text{дм³} \, N_2\) = \(\frac{550}{22.4} \times \frac{616}{550} \, \text{моль} \, N_2\)
\(616 \, \text{дм³} \, H_2\) = \(\frac{550}{22.4} \times 3 \times \frac{616}{550} \, \text{моль} \, H_2\)
\(616 \, \text{дм³} \, NH_3\) = \(\frac{550}{22.4} \times 2 \times \frac{616}{550} \, \text{моль} \, NH_3\)

Теперь мы можем рассчитать количество выделенной теплоты:

\(\text{Теплота} = \frac{{\text{Моль расчетного вещества}}}{{\text{Моль реакционного вещества}}} \times \text{Количественное значение теплоты}\)

\(\text{Теплота} = \frac{\frac{550}{22.4} \times \frac{616}{550}}{\frac{550}{22.4}} \times 92 \, \text{кдж}\)

Выполняя эти вычисления, мы получаем:

\(\text{Теплота} = 616 \, \text{кдж}\)

Таким образом, выделилось 616 кдж теплоты при уменьшении общего количества газов в реакторе в 1,12 раза.