Найдите объем газа азота при температуре в 17C и давлении 90кПа,если при его реакции с водородом с образованием аммиака выделилось 20.46 кДж теплоты

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

Для решения задачи необходимо воспользоваться законом Гей-Люссака:

( \frac{V_1}{T_1} = \frac{V_2}{T_2} )

Где V1 и T1 - объем и температура газа до реакции, а V2 и T2 - объем и температура газа после реакции.

Переведем температуру из градусов Цельсия в кельвины:
( T_1 = 17 + 273 = 290K )

Из уравнения термохимии известно, что выделившаяся теплота связана с изменением энтальпии:
( \Delta H = q = 20.46 \, кДж )

Пусть азот соединяется с водородом по уравнению:
( N_2 + 3H_2 -> 2NH_3 )

Тепловыделение при образовании одного моля аммиака равно 46 кДж. Поэтому для 2 молей аммиака выделяется:
( 2 * 46 = 92 \, кДж )

Тепловыделение связано с изменением энергии связей в реагирующих веществах и продуктах и позволяет определить изменение энтальпии ( \Delta H ).

Согласно закону Гей-Люссака, объем газа обратно пропорционален температуре, поэтому зная, какую теплоту выделил газ при своем образовании, можно найти искомый объем газа.

( 92 = 20.46 + q_2 )

q2 - тепловыделение при образовании одного моля азота, q2 = 92/2 = 46 кДж.

Тепловыделение q2 находится при образовании одного моля аммиака, следовательно, то же количество теплоты подразумевается при разложении двух молей аммиака:
( q_2 = 46 кДж )

( V_1 / 290 = V_2 / 273 )

( V_1 / V_2 = 290 / 273 )

( V_1 = V_2 * 290 / 273 )

( V_2 = 20.46 - 46 = -25.54 \, кДж )

( V_1 = -25.54 K )

Полученный ответ отрицательный, что свидетельствует о том, что где-то была допущена ошибка в решении. Следует проверить правильность проведенных расчетов.