Какой будет тепловой эффект реакции 1/2 N2 + 3/2 H2 = NH3 при постоянном давлении 46,26 кДж/моль при температуре

Чтобы определить тепловой эффект этой реакции при той же температуре и постоянном объеме, мы можем использовать уравнение Гесса и известные значения тепловых эффектов других реакций. Давайте разобьем эту реакцию на несколько шагов и найдем тепловые эффекты каждого шага.

Шаг 1: Разложение N2 на атомный азот.
Одна из реакций, которую мы можем использовать для этого шага, это N2 = 2N. Тепловой эффект этой реакции равен -945,6 кДж/моль.

Шаг 2: Разложение H2 на атомарный водород.
Для этого шага, мы можем использовать реакцию H2 = 2H, тепловой эффект которой равен +436 кДж/моль.

Шаг 3: Образование молекулы аммиака NH3 из атомарного азота и атомарного водорода.
Реакция будет выглядеть следующим образом: N + 3H = NH3. Для этой реакции тепловой эффект равен ???? кДж/моль.

Теперь воспользуемся уравнением Гесса, которое гласит: ΔHrxn = ΣΔHf, продукты - ΣΔHf, реактивы. Где ΔHrxn - тепловой эффект реакции, а ΔHf - тепловой эффект образования продуктов и реактивов.

Тепловой эффект реакции 1/2 N2 + 3/2 H2 = NH3 будет равен сумме тепловых эффектов каждого из трех шагов. Давайте рассчитаем это:

ΔHrxn = ΣΔHf, продукты - ΣΔHf, реактивы
ΔHrxn = [ΔHf(NH3) - ΔHf(N)] + [ΔHf(H) - ΔHf(H2)] + [ΔHf(N) + ΔHf(H) - ΔHf(N2) - ΔHf(H2)]

Известно, что тепловой эффект образования NH3 равен -46,26 кДж/моль. Также, ΔHf(H)=-218 кДж/моль, ΔHf(N) = 472 кДж/моль, ΔHf(N2)=0 кДж/моль и ΔHf(H2)=0 кДж/моль. Подставим эти значения в наше уравнение:

ΔHrxn = [-46,26 - 472] + [-218 - 0] + [472 - 0 - 0 - 0]
ΔHrxn = -518,26 кДж/моль

Таким образом, тепловой эффект реакции 1/2 N2 + 3/2 H2 = NH3 при постоянном давлении и постоянном объеме равен -518,26 кДж/моль при температуре 25 °C.