Задание 8. При образовании 340 г аммиака согласно уравнению реакции N2(г) + 3H2(г) = 2NH3(г) выделилось 920 кДж теплоты. Определите объём (н.у.) водорода, который потребуется израсходовать, чтобы выделилось 230 кДж теплоты. Ответ выразите в л и запишите с точностью до целых. (168)

Решение:

Согласно уравнению реакции, при образовании 2 моль аммиака (NH₃) выделяется 920 кДж теплоты. Молярная масса аммиака составляет \( M(NH_3) = 14 + 3 \cdot 1 = 17 \) г/моль.

1. Рассчитаем количество аммиака, которое образовалось:

\( \nu(NH_3) = \frac{m(NH_3)}{M(NH_3)} = \frac{340 \text{ г}}{17 \text{ г/моль}} = 20 \text{ моль} \)

2. Определим количество теплоты, выделяющееся при образовании 1 моль аммиака:

\( Q_{1 моль NH_3} = \frac{920 \text{ кДж}}{20 \text{ моль}} = 46 \text{ кДж/моль} \)

3. Определим количество теплоты, которое выделяется при образовании 1 моль водорода (H₂). Из уравнения реакции следует, что на образование 2 моль NH₃ расходуется 3 моль H₂.

\( Q_{1 моль H_2} = \frac{3}{2} \cdot Q_{1 моль NH_3} = \frac{3}{2} \cdot 46 \text{ кДж/моль} = 69 \text{ кДж/моль} \)

4. Рассчитаем, какое количество водорода потребуется, чтобы выделилось 230 кДж теплоты:

\( \nu(H_2) = \frac{230 \text{ кДж}}{69 \text{ кДж/моль}} \approx 3.33 \text{ моль} \)

5. Определим объём (н.у.) водорода:

\( V(H_2) = \nu(H_2) \cdot V_m \), где \( V_m \) — молярный объём газов при н.у., равный 22.4 л/моль.

\( V(H_2) = 3.33 \text{ моль} \cdot 22.4 \text{ л/моль} \approx 74.6 \text{ л} \)

6. Округлим результат до целых:

\( 74.6 \text{ л} \approx 75 \text{ л} \)

Ответ: 75 л.