Теплоты образования аммиака, жидкой воды и оксида азота (II) из простых веществ при стандартных условиях составляют, соответственно, 46, 286, и -90 кДж/моль. Теплота испарения воды равна 2440 кДж/г. Дополните перечисленные факты о реакции 4 NH3(г.)+5 O2(г.) = 4 NO(г.)+ 6 H2O(ж.), подчеркнув верные варианты ответа и вписав значения. Приведите решение.

а. Реакция является экзо-/эндотермической - ?

b. Теплота реакции равна - ?

c. Чтобы реакция происходила при постоянной тмпературе тепло нужно проводить/отводить - ?

d. При образовании 1 моль NO выделяется/поглощается ? тепла

e. Если исходная смесь занимала при нормальных условиях 3 л, а мольная доля кислорода в ней 70%, то в ходе реакция выделится ? теплоты

f. Если в реакции будет образовываться газообразная вода, теплота реакции составит ?

А. Реакция является экзотермической, так как теплота образования продуктов меньше, чем теплота образования реагентов.

б. Теплота реакции равна сумме теплот образования продуктов минус сумма теплот образования реагентов: ΔH = (4ΔHf(NO) + 6ΔHf(H2O)) - (4ΔHf(NH3) + 5ΔHf(O2)) = (4*(-90) + 6*286) - (4*46 + 5*0) = -904 кДж/моль.

в. Чтобы реакция происходила при постоянной температуре, тепло нужно отводить, так как реакция является экзотермической и выделяет тепло.

д. При образовании 1 моль NO выделяется 90 кДж тепла, так как ΔH = -904 кДж/моль, а в уравнении реакции коэффициент перед NO равен 4.

е. Начальный объем смеси не влияет на тепловой эффект реакции. Для вычисления выделившегося тепла нужно сначала найти количество молей кислорода в исходной смеси: 3 л * (1 моль/22,4 л) * 0,7 = 0,09375 моль O2. Теплота, выделившаяся при реакции 0,09375 моль O2, равна: ΔH = (-904 кДж/моль) * (0,09375 моль/5 моль) = -16,2 кДж.

f. Если в реакции будет образовываться газообразная вода, теплота реакции будет равна -904 кДж/моль, так как теплота образования газообразной воды равна 40,7 кДж/моль, что меньше, чем теплота образования жидкой воды (286 кДж/моль).