Сгорание водорода и аммиака протекает согласно термохимическим уравнениям: Рассчитайте количество теплоты (кДж), которая выделится при сгорании смеси водорода и аммиака массой 16.4 г, взятых в мольном отношении 3 : 2 соответственно
Чтобы рассчитать количество теплоты, выделяющееся при сгорании смеси водорода и аммиака массой 16.4 г в мольном отношении 3:2, сначала необходимо определить молекулярные массы водорода (H₂) и аммиака (NH₃).
Молекулярные массы:
- H₂: 1 г/моль × 2 = 2 г/моль
- NH₃: 14 г/моль (N) + 3 г/моль (H) = 17 г/моль
Общее количество частей смеси: Суммируем мольные отношения: 3 (водород) + 2 (аммиак) = 5 частей.
Масса каждой составляющей:
- Масса водорода: (3/5) × 16.4 г = 9.84 г
- Масса аммиака: (2/5) × 16.4 г = 6.56 г
Количество моль каждой компоненты:
- Моль водорода: 9.84 г / 2 г/моль = 4.92 моль
- Моль аммиака: 6.56 г / 17 г/моль ≈ 0.386 моль
Теперь определим уравнения сгорания.
Уравнения реакций:
- Сгорание водорода: \[ 2H_2 + O_2 \rightarrow 2H_2O \] (ΔH = -286 кДж/моль для 2 моль H₂)
- Сгорание аммиака: \[ 4NH_3 + 3O_2 \rightarrow 2N_2 + 6H_2O \] (ΔH = -1267 кДж/моль для 4 моль NH₃)
Рассчет теплоты: Теперь определим выделившуюся теплоту:
Для водорода: 4.92 моль H₂ / 2 моль H₂ = 2.46 моль H₂, выделенная теплота: 2.46 моль × (-286 кДж/2 моль) = -352.59 кДж.
Для аммиака: 0.386 моль NH₃ / 4 моль NH₃ = 0.0965 моль NH₃, выделенная теплота: 0.0965 моль × (-1267 кДж/4 моль) = -30.5 кДж.
- Общая теплотворная энергия: Теперь сложим количество теплоты от обоих компонентов: \[ Q = -352.59 кДж + (-30.5 кДж) = -383.09 кДж. \]
Таким образом, общее количество теплоты, выделяющееся при сгорании смеси водорода и аммиака массой 16.4 г, составляет примерно -383.09 кДж.
