Сколько теплоты требуется для синтеза 67,2 л оксида азота (II) в соответствии с уравнением N2+O2 = 2NO – 90,4?

Суть вопроса: Теплота реакции

Пояснение:
Теплота реакции - это количество тепловой энергии, выделяющейся или поглощающейся в результате химической реакции. В данной задаче мы должны вычислить количество теплоты, необходимое для синтеза 67,2 л оксида азота (II) (NO) в соответствии с уравнением N2 + O2 = 2NO.

Для решения этой задачи, мы будем использовать закон Гесса, который гласит: "изменение энтальпии для всей химической реакции равно сумме изменений энтальпии в каждом этапе реакции".

Уравнение реакции говорит нам, что 1 моль азота (N2) реагирует с 1 молью кислорода (O2) и образует 2 моля оксида азота (NO). Теплота реакции указана в уравнении и составляет -90,4 кДж.

Для решения задачи, мы должны сначала выразить объем оксида азота (II) в числовом выражении. Поскольку плотность оксида азота (II) равна 1,25 г/л, мы можем использовать формулу: масса = объем × плотность. Таким образом, масса следует равна: 67,2 л × 1,25 г/л = 84 г.

Теперь мы можем использовать полученные значения для решения задачи. Теплота реакции зависит от коэффициентов перед реагентами и продуктами в уравнении, поэтому мы можем использовать пропорцию:

m(оксида азота II) m(теплота реакции)
------------------ = -------------------------
M(оксида азота II) Q(теплота реакции)

где m - масса вещества, M - молярная масса вещества, Q - теплота реакции.

Подставляя наши значения, получим:

84 г Q
-------- = --------
30 г/моль -90,4 кДж

Вычисляем Q:
Q = (84 г × -90,4 кДж)/30 г/моль = -252,8 кДж.

Ответ: Для синтеза 67,2 л оксида азота (II) требуется 252,8 кДж теплоты.

Совет: Для лучшего понимания теплоты реакции рекомендуется изучить закон Гесса, принцип сохранения энергии и также разобраться в расчетах по молярной массе вещества.

Практика: Сколько теплоты будет выделено при сгорании 10 г метана (CH4) в соответствии с уравнением реакции CH4 + 2O2 = CO2 + 2H2O, если известно, что теплота реакции составляет -890 кДж?

Тема вопроса: Расчет теплоты реакции с использованием уравнения и формулы

Инструкция: Чтобы решить эту задачу, мы должны использовать формулу для расчета теплоты реакции на основе уравнения реакции и данных задачи. Формула, которую мы будем использовать, - это формула расчета изменения энтальпии (теплоты) реакции. Формула выглядит следующим образом: ΔH = n * ΔHf, где ΔH - изменение энтальпии, n - количество вещества реагирующих веществ в моль, ΔHf - теплота образования одного моля вещества.

В данной задаче количество вещества оксида азота (II) равно 67,2 литра. Чтобы найти количество оксида азота (II) в молях, нам необходимо использовать уравнение и соответствующие коэффициенты перед реагирующими веществами. Исходя из уравнения реакции N2+O2 = 2NO, мы видим, что для синтеза 2 моль оксида азота (II) требуется 1 моль азота и 1 моль кислорода.

Теперь мы можем перейти к расчету теплоты реакции. Нам известно, что ΔH = -90,4, что означает, что теплота реакции является экзотермической (освобождение тепла). Теперь нам нужно найти количество моль оксида азота (II). Поскольку соотношение в уравнении реакции составляет 2 моля NO для 1 моля N2, мы можем использовать это соотношение для расчета количества моль N2.

Мы знаем, что в 1 моль NO содержится 1 моль N2, поэтому 2 моля NO будут содержать 2 моля N2. Следовательно, в 67,2 л оксида азота (II) будет содержаться N моль N2. Мы можем использовать формулу объема газа (V = n * Vm), где V - объем газа, n - количество молей газа, Vm - молярный объем, чтобы найти количество моль N2. Поскольку Vm для идеального газа при определенных условиях равен 22,4 л/моль, мы можем решить следующее уравнение: 67,2 = N * 22,4.

Решив это уравнение, мы найдем N = 67,2 / 22,4 = 3 моля N2. Теперь мы знаем количество моль N2 и можем использовать формулу для расчета теплоты реакции: ΔH = n * ΔHf.

Так как ΔHf равно -90,4 для образования 2 моль NO, то ΔHf для образования 1 моля NO будет равно -90,4 / 2 = -45,2. Следовательно, для синтеза 3 моль NO требуется 3 * -45,2 = -135,6 кДж теплоты. Ответ: для синтеза 67,2 л оксида азота (II) требуется -135,6 кДж теплоты.

Демонстрация: Рассчитайте количество теплоты, необходимое для синтеза 120 л оксида азота (II) в соответствии с уравнением N2+O2 = 2NO, если ΔH = -90,4 кДж.

Совет: При выполнении подобных задач внимательно изучите уравнение реакции и правильно интерпретируйте соотношения между веществами. Используйте правильные формулы и не забывайте преобразовывать объемы газов в количество молей с использованием молярного объема для идеального газа.

Упражнение: Сколько теплоты требуется для синтеза 45 л оксида азота (II) в соответствии с уравнением N2+O2 = 2NO, если ΔH = -90,4 кДж?