Определите тепловой эффект реакции nh3 + 5/4o2= no+3/2h2o(r) при t=298k, используя следующие уравнения:
1) h2o(r)=h2o(ж)+44 кДж/моль,
2) h2(r)+1/2o2(r)=h2o(ж)+285.8 кДж/моль,
3) 1/2n2(r)+3/2h2(r)=nh3(r)+46.2 кДж/моль,
4) no(r)=1/2n2(r)+1/2o2(r)+91.3 кДж/моль.
1) h2o(r)=h2o(ж)+44 кДж/моль,
2) h2(r)+1/2o2(r)=h2o(ж)+285.8 кДж/моль,
3) 1/2n2(r)+3/2h2(r)=nh3(r)+46.2 кДж/моль,
4) no(r)=1/2n2(r)+1/2o2(r)+91.3 кДж/моль.
Zvezdopad_Na_Gorizonte
Для определения теплового эффекта реакции, нам необходимо сложить тепловые эффекты всех реакций, используя заданные уравнения.
Давайте разберемся с каждым уравнением:
1) Задано, что реакция образования жидкой воды \((H_2O(ж))\) сопровождается выделением тепла в количестве 44 кДж/моль.
\[H_2O(ж) \to H_2O(ж) + 44 \text{ кДж/моль}\]
2) Дана реакция образования жидкой воды \((H_2O(ж))\) из газового водорода \((H_2(r))\) и газового кислорода \((O_2(r))\). При этом выделяется 285.8 кДж/моль.
\[H_2(r) + \frac{1}{2}O_2(r) \to H_2O(ж) + 285.8 \text{ кДж/моль}\]
3) Дана реакция образования аммиака \((NH_3(r))\) из газового азота \((N_2(r))\) и газового водорода \((H_2(r))\). При этом выделяется 46.2 кДж/моль.
\[\frac{1}{2}N_2(r) + \frac{3}{2}H_2(r) \to NH_3(r) + 46.2 \text{ кДж/моль}\]
4) Дана реакция образования оксида азота \((NO(r))\) из газового азота \((N_2(r))\) и газового кислорода \((O_2(r))\). При этом выделяется 91.3 кДж/моль.
\[NO(r) \to \frac{1}{2}N_2(r) + \frac{1}{2}O_2(r) + 91.3 \text{ кДж/моль}\]
Теперь мы можем сложить эти уравнения, чтобы получить итоговое уравнение реакции:
\[NH_3(r) + \frac{5}{4}O_2(r) \to NO(r) + \frac{3}{2}H_2O(ж) + \ldots\]
Тепловой эффект реакции будет равен сумме тепловых эффектов каждого компонента. Давайте выразим все мольные количества в правильной пропорции:
\[\begin{align*}
1 \text{ моль } NH_3(r) & = 1 \text{ моль } NH_3(r) \\
\frac{5}{4} \text{ моль } O_2(r) & = \frac{5}{4} \cdot \frac{2}{5} \text{ моль } O_2(r) = \frac{1}{2} \text{ моль } O_2(r) \\
3 \text{ моль } H_2O(ж) & = 3 \text{ моль } H_2O(ж)
\end{align*}\]
Теперь, используя заданные значения тепловых эффектов для каждой реакции, можно вычислить общий тепловой эффект реакции:
\[\begin{align*}
\text{Тепловой эффект } & = \text{Тепловой эффект } NH_3(r) + \text{Тепловой эффект } O_2(r) + \text{Тепловой эффект } H_2O(ж) + \text{Тепловой эффект } NO(r) \\
& = 46.2 \text{ кДж/моль} + 0 \text{ кДж/моль} + 44 \text{ кДж/моль} + 91.3 \text{ кДж/моль} \\
& = 181.5 \text{ кДж/моль}
\end{align*}\]
Таким образом, тепловой эффект реакции \(\text{NH}_3 + \frac{5}{4}\text{O}_2 = \text{NO} + \frac{3}{2}\text{H}_2\text{O}\) при \(t = 298K\) составляет 181.5 кДж/моль.
Давайте разберемся с каждым уравнением:
1) Задано, что реакция образования жидкой воды \((H_2O(ж))\) сопровождается выделением тепла в количестве 44 кДж/моль.
\[H_2O(ж) \to H_2O(ж) + 44 \text{ кДж/моль}\]
2) Дана реакция образования жидкой воды \((H_2O(ж))\) из газового водорода \((H_2(r))\) и газового кислорода \((O_2(r))\). При этом выделяется 285.8 кДж/моль.
\[H_2(r) + \frac{1}{2}O_2(r) \to H_2O(ж) + 285.8 \text{ кДж/моль}\]
3) Дана реакция образования аммиака \((NH_3(r))\) из газового азота \((N_2(r))\) и газового водорода \((H_2(r))\). При этом выделяется 46.2 кДж/моль.
\[\frac{1}{2}N_2(r) + \frac{3}{2}H_2(r) \to NH_3(r) + 46.2 \text{ кДж/моль}\]
4) Дана реакция образования оксида азота \((NO(r))\) из газового азота \((N_2(r))\) и газового кислорода \((O_2(r))\). При этом выделяется 91.3 кДж/моль.
\[NO(r) \to \frac{1}{2}N_2(r) + \frac{1}{2}O_2(r) + 91.3 \text{ кДж/моль}\]
Теперь мы можем сложить эти уравнения, чтобы получить итоговое уравнение реакции:
\[NH_3(r) + \frac{5}{4}O_2(r) \to NO(r) + \frac{3}{2}H_2O(ж) + \ldots\]
Тепловой эффект реакции будет равен сумме тепловых эффектов каждого компонента. Давайте выразим все мольные количества в правильной пропорции:
\[\begin{align*}
1 \text{ моль } NH_3(r) & = 1 \text{ моль } NH_3(r) \\
\frac{5}{4} \text{ моль } O_2(r) & = \frac{5}{4} \cdot \frac{2}{5} \text{ моль } O_2(r) = \frac{1}{2} \text{ моль } O_2(r) \\
3 \text{ моль } H_2O(ж) & = 3 \text{ моль } H_2O(ж)
\end{align*}\]
Теперь, используя заданные значения тепловых эффектов для каждой реакции, можно вычислить общий тепловой эффект реакции:
\[\begin{align*}
\text{Тепловой эффект } & = \text{Тепловой эффект } NH_3(r) + \text{Тепловой эффект } O_2(r) + \text{Тепловой эффект } H_2O(ж) + \text{Тепловой эффект } NO(r) \\
& = 46.2 \text{ кДж/моль} + 0 \text{ кДж/моль} + 44 \text{ кДж/моль} + 91.3 \text{ кДж/моль} \\
& = 181.5 \text{ кДж/моль}
\end{align*}\]
Таким образом, тепловой эффект реакции \(\text{NH}_3 + \frac{5}{4}\text{O}_2 = \text{NO} + \frac{3}{2}\text{H}_2\text{O}\) при \(t = 298K\) составляет 181.5 кДж/моль.
Знаешь ответ?