Какое количество теплоты выделяется при нейтрализации 100 литров аммиака (измеренного при нормальных условиях) серной

Тема занятия: Теплота нейтрализации

Пояснение:
Теплота нейтрализации - это количество теплоты, выделяющееся или поглощаемое при полном нейтрализации одного эквивалента кислоты раствором щелочи или одного эквивалента щелочи раствором кислоты.

В данной задаче мы должны определить количество теплоты, выделяющейся при нейтрализации 100 литров аммиака серной кислотой.

Для решения этой задачи, нам известны следующие уравнения реакций и энтальпийные изменения:

1/2 N2 + 3/2 H2 = NH3 + 46,09 кДж/моль
H2 + S + 2O2 = H2SO4 + 813,3 кДж/моль
N2 + 4H2 + S + 2O2 = (NH4)2SO4 + 1171,1 кДж/моль

Используя эти уравнения, необходимо рассчитать количество вещества серной кислоты в реакции с 100 литрами аммиака и затем использовать энтальпийные изменения для определения выделяющегося тепла.

Решение:
1. Определяем количество вещества аммиака (NH3) в 100 литрах.
- 1 литр аммиака = 1 моль
- 100 литров аммиака = 100 моль

2. Используя уравнение реакции для нейтрализации, определяем количество аммиака и серной кислоты, участвующих в реакции.
- Аммиак (NH3): 100 моль
- Серная кислота (H2SO4): 50 моль (результат балансировки)

3. Используя энтальпийные изменения для реакций, рассчитываем количество выделяющейся теплоты.
- Теплота нейтрализации аммиака с серной кислотой:
50 моль H2SO4 * 1171,1 кДж/моль = 58 555 кДж
(так как в уравнении реакции количество аммиака вдвое больше, удваиваем также количество выделяющейся теплоты)

4. Переводим результат в кДж:
58 555 кДж = 58 555 000 Дж = 58 555 000 000 мДж

Ответ: Количество теплоты, выделяющейся при нейтрализации 100 литров аммиака серной кислотой, равно 58 555 000 000 мДж или 58 555 кДж.

Совет: Для успешного решения задач по теплоте нейтрализации, важно правильно интерпретировать уравнения реакций и использовать соответствующие энтальпийные изменения. Очень полезно освоить методику балансировки химических уравнений и умение преобразовывать единицы измерения (например, переводить литры в моли или килоджоули в джоули).

Задача на проверку: Какое количество теплоты выделится при нейтрализации 50 литров раствора серной кислоты с концентрацией 2 М раствором гидроксида натрия с концентрацией 1 М? (Подсказка: обратите внимание на соотношение молей и примените закон сохранения энергии)

Тема: Теплота реакции и нейтрализация

Пояснение:
Для решения данной задачи, мы должны использовать стандартные энтальпии образования соединений и уравнения реакций.

Сначала определим баланс уравнения для нейтрализации аммиака серной кислотой. По заданной информации, реакция выглядит следующим образом:

Н2 + S + 2О2 = Н2SО4 + 813,3 кДж/моль

Затем уравновесим данное уравнение с уравнением реакции образования серной кислоты:

N2 + 4Н2 + S + 2О2 = (NН4)2SО4 + 1171,1 кДж/моль

Теперь, чтобы рассчитать количество выделившейся теплоты при нейтрализации аммиака серной кислотой, необходимо вычесть энтальпию реакции образования серной кислоты из энтальпии образования аммиака:

(NH3 + 46,09 кДж/моль) - (N2 + 4Н2 + S + 2О2 = (NН4)2SО4 + 1171,1 кДж/моль) = -592,8 кДж/моль

Таким образом, при нейтрализации 100 литров аммиака, выделяется 592,8 кДж теплоты.

Совет:
Для лучшего понимания таких задач, рекомендуется изучать и понимать основные понятия термохимии, в том числе энтальпию и энтальпию образования. Также полезно иметь доступ к таблице стандартных энтальпий образования соединений, чтобы справиться с подобными задачами более легко.

Задача для проверки:
Сколько теплоты выделится при сгорании 10 г гидрогена (H2) в кислороде (O2), если стандартная энтальпия сгорания водорода равна -286 кДж/моль, а стандартная энтальпия образования воды равна -286 кДж/моль? Предоставьте подробное решение.